Question

【题目】人类向大气中排放的NOx对环境会产生危害，脱除NOx是科学家研究的重要课题。

(1) NOx对环境的一种危害是____。

(2) NH3还原法可将NOx还原为N2进行脱除。

已知：

4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g)△H1=-1530kJ/mol

N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ/mol

写出NH3还原NO反应的热化学方程式：____。

(3)碱性KMnO4氧化法也可将NOx进行脱除。

①用KMnO4(NaOH)溶液进行烟气中NO的脱除，将该离子方程式补充完整。____NO+____MnO4-+____=NO2-+3NO3-+__MnO42-+______

②下列叙述正确的是____(填字母序号)。

A．将脱除后的混合溶液进行分离可获得氮肥

B．反应后混合溶液中：c( MnO4-)+2c(MnO42-)=c(K+)

C．在不同酸碱性条件下，KMnO4发生氧化还原反应的产物可能不同

③在实验室用KMnO4 ( NaOH)溶液对模拟烟气中的NO进行脱除。若将标准状况下224 L含NO体积分数为10%的模拟烟气进行处理，假设NO最终全部转化为NO3-，理论上需要KMnO4的质量为____g(KMnO4摩尔质量为158 g·mol-l)。

(4)用Pl-g-C3N4光催化氧化法脱除NO的过程如下图所示。

①该脱除过程中，太阳能转化为 ___能。

②在酸性水溶液中，光催化脱除原理和电化学反应原理类似。g-C3N4端的反应：O2+2H++2e-=H2O2；Pl端的反应： ___；NO2最终转化为HNO3的化学方程式：___________。

Answer 1

【答案】酸雨、光化学烟雾、破坏臭氧层（汽车尾气产生空气污染、雾霾，合理给分） 4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H=-2070kJ·mol-1 4 10 14OH- 10 7H2O AC 474 化学 P1端的反应：NO-2e-+H2O=NO2+2H+ NO2最终转化为HNO3的化学方程式：2NO2+H2O2=2HNO3

【解析】

(1) NOx对环境的危害有：NOx是产生酸雨（硝酸型酸雨）的一种污染源；是产生光化学烟雾的污染源；NOx能破坏臭氧层等，

故答案为：酸雨或光化学烟雾或破坏臭氧层；

(2)已知：①4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H1=-1530kJ/mol，

②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H2=+180kJ/mol，

①-②3得：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H=-1530 kJ/mol-180kJ/mol3=-2070kJ·mol-1，

故答案为：4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(g) H=-2070kJ·mol-1；

(3)①反应中MnO4-→MnO42-，锰元素化合价从+7价降到+6价，NO→NO2-，氮元素化合价从+2价升高到+3价，NO→NO3-，氮元素化合价从+2价升高到+5价，根据得失电子守恒，所配系数为：4NO+10MnO4-+____=NO2-+3NO3-+10MnO42- +______，

根据电荷守恒，结合溶液为碱性溶液，反应物缺项为OH-，且系数为14；根据原子守恒，可确定生成物中的缺项为水且系数为7，

故答案为：4；10；14OH-；10；7H2O；

②A．由方程式可知，脱除反应后生成硝酸盐和亚硝酸盐，分离后可获得氮肥，故A正确；

B．根据原子守恒，KMnO4中n(K)=n(Mn)，所以反应后混合溶液中：c( MnO4-)+c(MnO42-)=c(K+)，故B错误；

C．溶液的酸碱性对氧化剂的氧化性有影响，所以在不同酸碱性条件下，KMnO4发生氧化还原反应的产物可能不同，故C正确；

故答案为：AC；

③根据得失电子守恒，得出关系式：NO~3KMnO4。标准状况下224 L含NO体积分数为10%的NO的物质的量为224L×10%÷22.4L/mol=1mol，则需要KMnO4的质量为：1mol158g/mol=474g，

故答案为：474；

(4)①由图可知，在光催化条件下，NO发生氧化反应最终生成HNO3，在此过程中，太阳能转化为化学能，

故答案为：化学；

②由图可知，该光催化脱除原理为原电池原理，其中g-C3N4端为原电池正极，得电子发生还原反应：O2+2H++2e-=H2O2；则Pl端为原电池负极发生失电子的氧化反应，电极反应为 NO-2e-+H2O=NO2+2H+；NO2和H2O2发生氧化还原反应生成HNO3，化学方程式：2NO2+H2O2=2HNO3，

故答案为：NO-2e-+H2O=NO2+2H+；2NO2+H2O2=2HNO3。