[题目]SCR 和 NSR 技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的 NOx 排放.(1)SCR工作原理:① 尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为 NH3 和 CO2.该反应的化学方程式: .② 反应器中 NH3 还原 NO2 的化学方程式: .③ 当燃油中含硫量较高时.尾气中 SO2 在 O2 作用下会形成(NH4)2SO4.使催化剂中毒. 用� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】SCR 和 NSR 技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的 NOx 排放。

(1)SCR（选择性催化还原）工作原理：

① 尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为 NH3 和 CO2，该反应的化学方程式：__________。

② 反应器中 NH3 还原 NO2 的化学方程式：__________。

③ 当燃油中含硫量较高时，尾气中 SO2 在 O2 作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4 的形成：__________。

④ 尿素溶液浓度影响 NO2 的转化，测定溶液中尿素（M＝60 g·mol -1）含量的方法如下：取 a g 尿素溶液，将所含氮完全转化为 NH3，所得 NH3 用过量的 V1 mL c1 mol·L-1 H2SO4 溶液吸收完全，剩余 H2SO4 用 V2 mL c2 mol·L-1 NaOH 溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是__________。

(2)NSR（NOx 储存还原）工作原理：NOx 的储存和还原在不同时段交替进行，如图 a 所示。

① 通过 BaO 和 Ba(NO3)2 的相互转化实现 NOx 的储存和还原。储存 NOx 的物质是__________。

② 用 H2 模拟尾气中还原性气体研究了 Ba(NO3)2 的催化还原过程，该过程分两步进行，图 b 表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的 H2 与 Ba(NO3)2 的物质的量之比是__________。

③ 还原过程中，有时会产生笑气（N2O）。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与 NO有关。在有氧条件下 15NO 与 NH3 以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是 15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：_______________15NNO+___H2O

【答案】CO(NH2) 2＋H2OCO2＋2NH3 8NH3＋6NO2=7N2＋12H2O 2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O＝2(NH4)2SO4 BaO 8∶1 415NO＋4NH3＋3O2 4 6

【解析】

(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，结合原子守恒配平书写化学方程式；

②反应器中NH3还原NO2生成氮气和水，根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式；

③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4，此反应中SO2是还原剂，氧气是氧化剂，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式；

④测定溶液中尿素的含量，取ag尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1mLc1mol/L的H2SO4溶液吸收完全，产物为(NH4)2SO4，剩余H2SO4用V2mLc2mo/LNaOH溶液恰好中和，则参与吸收氨气的硫酸的物质的量为(c1V1c2V2)×103mol，吸收氨气的反应为2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4，根据N元素守恒予以解答；

(2)①由图a可知储存NOx的物质是BaO；

②第一步反应中H2被氧化生成水，化合价由0价升高到+1价，Ba(NO3)2的N元素化合价由+5价降低到-3价，生成氨气，结合得失电子数目相等计算；

③在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO，由N元素守恒可知15NO与NH3应为1:1，结合电子得失相等配平。

(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，反应物为尿素和水，反应生成物为氨气和水，原子守恒书写化学方程式为：CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑；

②NH3在催化剂作用下还原NO2生成氮气和水，反应的化学方程式为8NH3+6NO27N2+12H2O；

③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成(NH4)2SO4，此反应中SO2是还原剂，氧气是氧化剂，反应的化学方程式为2SO2+O2+4NH3+2H2O═2(NH4)2SO4；

④取ag尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的V1mLc1mol/L的H2SO4溶液吸收完全，产物为(NH4)2SO4，发生的反应为2NH3+H2SO4═(NH4)2SO4，剩余H2SO4用V2mLc2mo/LNaOH溶液恰好中和，则参与吸收氨气的硫酸的物质的量为(c1V1c2V2)×103mol，根据反应关系，氨气的物质的量为n(NH3)=2×(c1V1c2V2)×103mol=(2c1V1c2V2)×103mol，根据N元素守恒，尿素的物质的量为n(尿素)=n(NH3)= ×103mol，则尿素的质量为m=n(尿素)×M=×103mol×60g/mol=0.03×(2c1V1-c2V2)g，则尿素溶液中溶质的质量分数是w=×100%=×100%=×100%；

(2)①由图示可知BaO和NOx反应生成Ba(NO3)2，Ba(NO3)2再还原为N2，则储存NOx的物质为BaO；

②第一步反应中H2被氧化生成水，化合价由0价升高到+1价，Ba(NO3)2的N元素化合价由+5价降低到-3价，生成氨气，则1molBa(NO3)2生成氨气转移16mol电子，参加反应的氢气的物质的量为=8mol，则消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是8:1；

③在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO，由N元素守恒可知15NO与NH3应为1:1，可知反应的化学方程式为415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O。

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Ⅰ．查阅资料：

常温下二氧化氯为黄绿色气体，其熔点为－59.5℃，沸点为11.0℃，能溶于水，不溶于浓硫酸、四氯化碳，有强氧化性，能与NaOH溶液反应生成等物质的量的两种盐，其中一种为 NaClO3。

Ⅱ．制备与分离：

（1）实验加药品前应进行的实验操作是____________。

（2）装置C、E的作用分别是 _________、_________。

（3）F中ClO2与NaOH 溶液反应的离子方程式为_____________。

Ⅲ．测量与计算：

反应结束后，测得B、C装置分别增重 2.0g和 14 .2g，将D中的液体溶于水，配成2.5 L溶液，取 25.00 mL该溶液，调节试样的pH﹤2.0 ，加入足量的 KI晶体，振荡后，静置片刻；加入指示剂X ，用 0.200mol/L Na2S2O3溶液滴定至终点，消耗Na2S2O3溶液25.00 mL 。（己知： 2ClO2+8H++10I－===5I2+2Cl－+4H2O；2Na2S2O3+I2===Na2S4O6 +2NaI ）