Question

【題目】NOx是大氣污染物之一，主要來源于工業(yè)煙氣及汽車尾氣等。除去NOx的方法統(tǒng)稱為脫硝，一般有干法脫硝[選擇性催化劑法(SCR)]、濕法脫硝等。

請完成下列問題：

(1)汽車發(fā)動機工作時會引發(fā)反應N2(g)+O2(g)2NO(g)。2000 K 時，向固定容積的密閉容器中充入等物質的量的N2、O2 發(fā)生上述反應，各組分體積分數(shù)(φ)的變化如圖1所示。N2 的平衡轉化率為_____________。

(2)在密閉、固定容積的容器中，一定量NO發(fā)生分解的過程中，NO 的轉化率隨時間變化關系如圖2 所示。

①反應2NO(g)N2(g)+O2(g) △H_______0 (填“>”或“<” )。

②一定溫度下，能夠說明反應2NO(g)N2(g)+O2(g)已達到化學平衡的________(填序號)。a.容器內的壓強不發(fā)生變化 b.混合氣體的密度不發(fā)生變化

C.NO、N2、O2 的濃度保持不變 d.2v(NO)正=v(N2 )逆

(3)干法脫硝：SCR(選擇性催化劑法)技術可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NO 排放。其工作原理如下：

①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2，該反應的化學方程式為____________。

②反應器中NH3 還原NO 的化學方程式為____________________。

(4)濕法脫硝：采用NaClO2 溶液作為吸收劑可對煙氣進行脫硝。323 K 下，向足量堿性NaClO2 溶液中通入含NO 的煙氣，充分反應后，溶液中離子濃度的分析結果如下表：

離子	NO3-	NO2-	Cl-
c/(mol L-1)	2.0×10-4	1.0×10-4	1.75×10-4

①NaClO2 溶液顯堿性，用離子方程式解釋原因_______________________。

②依據表中數(shù)據，寫出NaClO2溶液脫硝過程中發(fā)生總反應的離子方程式_______________________。

Answer 1

【答案】 60% ＜ c CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑ 4NH3+6NO5N2+6H2O ClO2-+H2OHClO2+OH- 12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O

【解析】（1）起始時N2、O2的濃度相等，設為amol/L，平衡時NO體積分數(shù)為0.6，N2體積分數(shù)為0.2，由三段式求解：

N2(g)+O2(g)2NO(g)

起始(mol) a a 0

轉化(mol) 0.6a 0.6a 1.2a

平衡(mol) 0.4a 0.4a 1.2a

N2的平衡轉化率==0.6amol÷amol==60%。

（2） ①T2先于T1達到平衡，說明T2＞T1，溫度高時NO的轉化率低，說明正反應是放熱反應，△H<0；②因反應前后氣體的物質的量不變，則容器內的壓強不發(fā)生變化不能判斷反應是否達到平衡，a錯誤；因反應前后體系內氣體質量不變，容積不變，密度就不變，故混合氣體的密度不發(fā)生變化不能判斷反應是否達到平衡，b錯誤；C.NO、N2、O2 的濃度保持不變，c正確；(NO)正/ v(N2)逆=2，說明正、逆速率相等，達到平衡，d錯誤，故答案選c。

（3）（1）①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3和CO2，結合原子守恒，發(fā)生反應的化學方程式為CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑；②從圖中可以看出NH3在催化劑作用下還原NO生成氮氣和水，根據電子守恒和原子守恒可得此反應的化學方程式為4NH3+6NO5N2+6H2O 。

(4) ①NaClO2 是強堿弱酸鹽，在水溶液中水解顯堿性，離子方程式為：ClO2-+H2OHClO2+OH-；②由表格中數(shù)據分析可知，向足量堿性NaClO2 溶液中通入含NO 的煙氣，充分反應后，硝酸根離子與亞硝酸根離子物質的量之比為2：1，則總反應的離子方程式為: 12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O。