Question

19．據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年入冬以來(lái)，華北黃淮地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)4次嚴(yán)重霧霾過(guò)程，持續(xù)時(shí)間達(dá)3～7天．氮氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一，消除氮氧化物有多種方法．
（1）NH₃催化還原氮氧化物（SCR）技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)．發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：
2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0．
①當(dāng)該反應(yīng)有1mol N₂（g）生成時(shí)，電子轉(zhuǎn)移總數(shù)是6N_A或6×6.02×10²³
②該反應(yīng)的平衡表達(dá)式K=$\frac{c2（N2）•c3（H2O）}{c2（NH3）•c（NO）•c（NO2）}$
③為了加快反應(yīng)反應(yīng)速率，并且提高NO_x的轉(zhuǎn)化率，采取的措施是a（填字母）．
a．增大NH₃的濃度   b．增大N₂的濃度  c．增大壓強(qiáng)    d．選擇合適的催化劑
（2）可利用甲烷催化還原氮氧化物．已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ•mo^-1
CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ•mo^-1
則CH₄（g）將NO（g）還原為N₂（g）的熱化學(xué)方程式是CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ•mol^-1．
（3）利用ClO₂ 消除氮氧化物的污染，反應(yīng)過(guò)程如下：（部分反應(yīng)物或生成物略去）
NO$→_{反應(yīng)Ⅰ}^{ClO_{2}}$NO₂$→_{反應(yīng)Ⅱ}^{NaSO_{3}水溶液}$N₂
反應(yīng)Ⅰ的產(chǎn)物中還有兩種強(qiáng)酸生成，且其中一種強(qiáng)酸硝酸與NO₂的物質(zhì)的量相等，則化學(xué)方程式是2NO+ClO₂+H₂O=NO₂+HNO₃+HCl，若有11.2L N₂生成（標(biāo)準(zhǔn)狀況），共消耗ClO₂67.5 g．

Answer 1

分析 （1）①氧化還原反應(yīng)中，化合價(jià)升高的數(shù)值=化合價(jià)降低數(shù)值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)；
②反應(yīng)的平衡表達(dá)式等于生成物濃度冪之積比上反應(yīng)物濃度冪之積；
③化學(xué)反應(yīng)是2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O是氣體計(jì)量數(shù)增大的反應(yīng)，提高NO_x的轉(zhuǎn)化率，平衡正向移動(dòng)，由此分析解答；
（2）根據(jù)蓋斯定律來(lái)計(jì)算化學(xué)反應(yīng)的焓變；
（3）根據(jù)信息知道一氧化氮和二氧化氯之間反應(yīng)生成產(chǎn)物是硝酸、鹽酸以及二氧化氮，根據(jù)化學(xué)方程式結(jié)合電子守恒來(lái)計(jì)算；
（4）①根據(jù)圖中信息知道：CO（NH₂）₂與某種煙氣中的NO的物質(zhì)的量比值越大，NO脫除率越大．

解答 解：（1）根據(jù)化合價(jià)升高的數(shù)值=化合價(jià)降低數(shù)值=轉(zhuǎn)移電子數(shù)，化合價(jià)升高情況：2NH₃～6e^-～N₂，所以當(dāng)有1mol N₂（g）生成，該反應(yīng)的電子轉(zhuǎn)移的量是6mol，總數(shù)是6N_A 或6×6.02×10²³，故答案為：6N_A 或6×6.02×10²³；
②反應(yīng)的平衡表達(dá)式等于生成物濃度冪之積比上反應(yīng)物濃度冪之積，所以K=$\frac{c2（N2）•c3（H2O）}{c2（NH3）•c（NO）•c（NO2）}$，故答案為：$\frac{c2（N2）•c3（H2O）}{c2（NH3）•c（NO）•c（NO2）}$；
③化學(xué)反應(yīng)是2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O是氣體計(jì)量數(shù)增大的反應(yīng)，提高NO_x的轉(zhuǎn)化率，平衡正向移動(dòng)，
a．增大NH₃的濃度，反應(yīng)速率加快，平衡正向移動(dòng)，故正確；   
b．增大N₂的濃度，平衡逆向，NO_x的轉(zhuǎn)化率減小，故錯(cuò)誤；  
c．增大壓強(qiáng)，平衡逆向移動(dòng)，故錯(cuò)誤；    
d．選擇合適的催化劑，平衡不移動(dòng)，故錯(cuò)誤；
故選：a；
（2）根據(jù)蓋斯定律，將已知熱化學(xué)方程式②×2-①可得：CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160 kJ•mol^-1，故答案為：CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160 kJ•mol^-1；
（3）根據(jù)信息知道一氧化氮和二氧化氯之間反應(yīng)生成產(chǎn)物是硝酸、鹽酸以及二氧化氮，反應(yīng)方程式為：2NO+ClO₂+H₂O=NO₂+HNO₃+HCl，根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及化合價(jià)變化可知：2NO～5e^-～NO₂+HNO₃，ClO₂～5e^-～HCl，所以有2NO₂～ClO₂．根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及化合價(jià)變化可知：2NO₂～8e^-～N₂，Na₂SO₃～2e^-～Na₂SO₄，所以有2NO₂～4 Na₂SO₃．根據(jù)關(guān)系式有：2ClO₂～2NO₂～N₂，n（ClO₂）=2n（NO₂）=1 mol，m（ClO₂）=67.5g，
故答案為：2NO+ClO₂+H₂O=NO₂+HNO₃+HCl；67.5．

點(diǎn)評(píng) 本題涉及氧化還原反應(yīng)中的概念、蓋斯定律的應(yīng)用、化學(xué)平衡的有關(guān)計(jì)算等綜合知識(shí)，注意知識(shí)的遷移和應(yīng)用是關(guān)鍵，難度大．