Question

【题目】“绿水青山就是金山银山”，研究NO2、NO、CO、NO2等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意义。

（1）已知：①NO2(g) + CO(g) CO2(g) + NO(g)ΔH＝-234 kJ/mol该反应的平衡常数为K1（下同）

②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH＝+179.5 kJ/mol K2

③2NO(g) +O2(g)2NO2(g) ΔH＝-112.3 kJ/mol K3

试写出NO与CO反应生成无污染物气体的热化学方程式____________________；

以及此热化学方程式的平衡常数K=________（用K1、K2、K3表示）。

（2）①一定条件下，单位时间内不同温度下测定的氮氧化物转化率如图1所示。温度高于710K时，随温度的升高氮氧化物转化率降低的原因可能是________。

②已知：测定空气中NO和CO含量常用的方法有两种：

方法1：电化学气敏传感器法。其中CO传感器的工作原理如图2所示，则工作电极的反应式为____；

方法2：氧化还原滴定法。用H2O2溶液吸收尾气、将氮氧化物转化为强酸，用酸碱中和滴定法测定强酸浓度。写出NO与H2O2溶液反应的离子方程式：________________。

（3）NO2会污染环境，可用Na2CO3溶液吸收NO2 并生成CO2，已知9.2gNO2气体和Na2CO3溶液完全反应时转移电子0.1mol，恰好反应后，使得溶液中的CO2完全逸出，所得溶被呈弱碱性，则溶液中存在的所有离子浓度大小关系是____________________________。

（4）利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为90s的情况下，测得不同条件下NO的脱氮率如图I、Ⅱ所示。

①由图I知，当废气中的NO含量增加时，宜选用___________法提高脱氮的效率。

②图Ⅱ中，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+，提高了脱氮的效率，其可能原因为___________。

（5）研究表明：NaClO/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。图Ⅲ所示为复合吸收剂组成一定时，温度对脱硫脱硝的影响。温度高于60℃后，NO去除率下降的原因为___________。

Answer 1

【答案】2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-759.8kJ/mol 温度升高到710 K时，反应达到平衡状态，由于该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氮氧化物转化率降低 CO-2e-+H2O=CO2+2H+ 2NO+3H2O2=2NO3-+2H2O+2H+ c(Na+)>c(NO3-)>c NO2-)>c(OH-)>c(H+) 好氧硝化 Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用 温度升高H2O2分解速率加快；

【解析】

根据NO的化合价变化，从氧化还原反应的角度推断出反应生成物，再根据盐类的水解原理分析溶液中的离子浓度大小；根据图像变化，从影响反应的各方面因素角度分析解答。

(1)将热反应方程式①×2+③-②，可以得到2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=2 K1+ K3- K2=-759.8kJ/mol，总反应方程式是通过反应①×2+③-②的叠加得到总方程，则总方程的平衡常数等于分方程的平衡常数的幂之积，即；

故答案为：2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) △H=-759.8kJ/mol， ；

(2) ①温度低于710K时，反应为达到平衡状态，当温度升高到710 K时，反应达到平衡状态，而此反应是放热反应，升高温度时，平衡向吸热方向移动，即向逆反应方向移动，所以氮氧化物转化率降低；

故答案为：温度升高到710 K时，反应达到平衡状态，由于该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，氮氧化物转化率降低；

②该装置是原电池，通入一氧化碳的电极是负极，负极上一氧化碳失电子发生氧化反应，电极反应式为：CO-2e-+H2O═CO2+2H+；

NO被H2O2溶液氧化成强酸硝酸，双氧水被还原成水，则反应的离子方程式2NO+3H2O2═2NO3-+2H2O+2H+；故答案为：CO-2e-+H2O═CO2+2H+；2NO+3H2O2═2NO3-+2H2O+2H+；

(3) 9.2gNO2的物质的量为：=0.2mol，Na2CO3溶液完全反应生成CO2时转移电子0.1mol，反应中只有N元素化合价变化，则N的化合价分别由+4价变化为+5价和+3价，反应的离子方程式为：2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2，在碱性溶液中应生成NaNO3和NaNO2，二者浓度相等，NO2-水解使溶液呈弱碱性，所得溶液中的离子浓度大小关系为c（Na+）>c（NO3-）>c（NO2-）>c（OH-）>c（H+）；

故答案为：c(Na+)>c(NO3-)>c NO2-)>c(OH-)>c(H+)；

(4) ①从图中观察可知，好氧硝化法收受NO浓度变化影响不大，所以当废气中的NO含量增加时，宜选用好氧硝化法提高脱氮的效率；

故答案为：好氧硝化；

②图Ⅱ中，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+，提高了脱氮的效率，是因为Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用；

故答案为：Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用；

(5)当温度高于60℃后，双氧水受热分解速率加快，致使NO去除率下降；

故答案为：温度升高H2O2分解速率加快。