Question

【題目】自2020年7月1日起，在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)行輕型汽車國(guó)Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氮氧化物、碳?xì)浠��?/span>(HC)、一氧化碳和懸浮粒子等排放物的限制將更為嚴(yán)苛。

(1)空燃比(A/F:空氣質(zhì)量與燃油質(zhì)量之比)對(duì)尾氣排放、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力等都有很大影響。利用氧傳感器測(cè)定可找到最佳空燃比區(qū)域(曲線如圖1)。由圖可知最佳空燃比區(qū)域?yàn)?/span>___附近，理由是________。推廣使用無(wú)鉛汽油的優(yōu)點(diǎn)是____________。

(2)汽車尾氣通過三元催化裝置凈化的原理是：2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) △H1

已知：① N2(g)+O2(g)＝2NO(g) △H2

② C(s)+O2(g)＝CO2(g) △H3

③ C(s)+O2(g)＝CO(g) △H4

則△H1＝_______(用含△H2、△H3、△H4的關(guān)系式表示)。

(3)選擇性催化還原技術(shù)(SCR)利用氨或尿素將NOx還原為N2和H2O，原理是：NO(g)+NO2(g)+2NH3(g) 3H2O(g)+2N2(g) △H

①其他條件不變時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。則△H_____0，p1 ____ p2(填“＞”或“＜”)。

②在500℃時(shí)，2L密閉容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，達(dá)平衡時(shí)壓強(qiáng)為p1MPa。則500℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝_______。

(4)汽車尾氣中還存在NH3等，含氮化合物廣泛應(yīng)用于化工、化肥、制藥等領(lǐng)域。

①已知N2H4在水溶液中的一級(jí)電離方程式為N2H4H2O+OH－，則的電子式為________________。

②已知：Ag+(aq) +2NH3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為Kf ＝＝1.7×107，Ksp(AgCl)＝1.7×10－10。用1Lc molL－1的氨水可溶解0.1mol AgCl(s) (假設(shè)溶液體積仍為1L)，則該氨水的最小濃度c＝_____molL－1(保留三位有效數(shù)字，提示：≈3.16)。

Answer 1

【答案】14.7 在空燃比為14.7時(shí)，尾氣中NOx、HC、CO的含量最低 防止空氣污染或減少有毒尾氣排放或防止催化劑中毒 2ΔH3-ΔH2-2ΔH4 ＜ ＜ 或 0.485 p1 2.06

【解析】

根據(jù)圖象中排放尾氣含量確定最佳空燃比區(qū)域，利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算，用“定一議二”的方法判斷反應(yīng)吸熱或放熱，比較壓強(qiáng)大小，根據(jù)三段式計(jì)算平衡常數(shù)，結(jié)合N2H4·H2O的電離方程式書寫的電子式，根據(jù)沉淀溶解平衡常數(shù)計(jì)算最小濃度。

(1)由圖1可知，在空燃比為14.7時(shí)，尾氣中NOx、HC、CO的含量最低，則最佳空燃比區(qū)域?yàn)?/span>14.7，推廣無(wú)鉛汽油可防止空氣污染或減少有毒尾氣排放或防止催化劑中毒，故答案為：14.7；在空燃比為14.7時(shí)，尾氣中NOx、HC、CO的含量最低；防止空氣污染或減少有毒尾氣排放或防止催化劑中毒；

(2)根據(jù)已知分析可得，反應(yīng)②×2-①-③×2可得目標(biāo)反應(yīng)方程式，則由蓋斯定律可得ΔH1=2ΔH3-ΔH2-2ΔH4，故答案為：2ΔH3-ΔH2-2ΔH4；

(3)①由圖2分析，其他條件不變時(shí)，溫度的倒數(shù)增大，即溫度降低，NO的轉(zhuǎn)化率升高，反應(yīng)正向進(jìn)行，則該反應(yīng)正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，即ΔH<0，相同溫度時(shí)，p1→p2，NO的轉(zhuǎn)化率降低，說(shuō)明反應(yīng)逆向進(jìn)行，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)向氣體體積減小的方向進(jìn)行，因此p1<p2，故答案為：<；<；

②在500℃時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率為40%，2L密閉容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，則列三段式有：

根據(jù)阿伏加德羅定律可知，恒溫恒容時(shí)，壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比，則500℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為，故答案為：或0.485p1；

(4)①已知N2H4在水溶液中的一級(jí)電離方程式為N2H4H2O+OH-，則中N與H形成一對(duì)共用電子對(duì)，N與N形成一對(duì)共用電子對(duì)，則其電子式為，故答案為：；

②已知AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.7×10-10，又Ag+(aq)+2NH3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為=1.7×107，氨水與AgCl反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為2NH3(aq)+AgCl(s)[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為，根據(jù)題意[Cl-]==0.1mol/L，[NH3]=c-2[Cl-]，則氨水的最小濃度，故答案為：2.06。