Question

【题目】NOx是大气污染物之一，主要来源于工业烟气及汽车尾气等。除去NOx的方法统称为脱硝，一般有干法脱硝[选择性催化剂法(SCR)]、湿法脱硝等。

请完成下列问题：

(1)汽车发动机工作时会引发反应N2(g)+O2(g)2NO(g)。2000 K 时，向固定容积的密闭容器中充入等物质的量的N2、O2 发生上述反应，各组分体积分数(φ)的变化如图1所示。N2 的平衡转化率为_____________。

(2)在密闭、固定容积的容器中，一定量NO发生分解的过程中，NO 的转化率随时间变化关系如图2 所示。

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

②一定温度下，能够说明反应2NO(g)N2(g)+O2(g)已达到化学平衡的________(填序号)。a.容器内的压强不发生变化 b.混合气体的密度不发生变化

C.NO、N2、O2 的浓度保持不变 d.2v(NO)正=v(N2 )逆

(3)干法脱硝：SCR(选择性催化剂法)技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO 排放。其工作原理如下：

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为____________。

②反应器中NH3 还原NO 的化学方程式为____________________。

(4)湿法脱硝：采用NaClO2 溶液作为吸收剂可对烟气进行脱硝。323 K 下，向足量碱性NaClO2 溶液中通入含NO 的烟气，充分反应后，溶液中离子浓度的分析结果如下表：

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

①NaClO2 溶液显碱性，用离子方程式解释原因_______________________。

②依据表中数据，写出NaClO2溶液脱硝过程中发生总反应的离子方程式_______________________。

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）起始时N2、O2的浓度相等，设为amol/L，平衡时NO体积分数为0.6，N2体积分数为0.2，由三段式求解：

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

起始(mol) a a 0

转化(mol) 0.6a 0.6a 1.2a

平衡(mol) 0.4a 0.4a 1.2a

N2的平衡转化率==0.6amol÷amol==60%。

（2） ①T2先于T1达到平衡，说明T2＞T1，温度高时NO的转化率低，说明正反应是放热反应，△H<0；②因反应前后气体的物质的量不变，则容器内的压强不发生变化不能判断反应是否达到平衡，a错误；因反应前后体系内气体质量不变，容积不变，密度就不变，故混合气体的密度不发生变化不能判断反应是否达到平衡，b错误；C.NO、N2、O2 的浓度保持不变，c正确；(NO)正/ v(N2)逆=2，说明正、逆速率相等，达到平衡，d错误，故答案选c。

（3）（1）①尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，结合原子守恒，发生反应的化学方程式为CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑；②从图中可以看出NH3在催化剂作用下还原NO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为4NH3+6NO5N2+6H2O 。

(4) ①NaClO2 是强碱弱酸盐，在水溶液中水解显碱性，离子方程式为：ClO2-+H2OHClO2+OH-；②由表格中数据分析可知，向足量碱性NaClO2 溶液中通入含NO 的烟气，充分反应后，硝酸根离子与亚硝酸根离子物质的量之比为2：1，则总反应的离子方程式为: 12NO+7ClO2-+12OH-=8NO3-+4NO2-+7Cl-+6H2O。