Question

【題目】汽車尾氣中NOx的生成和消除是科學(xué)家研究的重要課題。

（1）NOx能形成酸雨，NO2轉(zhuǎn)化為HNO3的化學(xué)方程式是__。

（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+180kJ·mol-1，其能量變化示意圖如下：

則NO中氮氧鍵的鍵能是__kJ·mol-1。

（3）用NH3可消除NO污染，反應(yīng)原理為：4NH3+6NO5N2+6H2O，以n(NH3)：n(NO)分別為4:1、3:1、1:3投料，得到NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖所示：

①曲線a對(duì)應(yīng)的n(NH3):n(NO)=__。

②曲線c中NO的起始濃度為4×10-4mg/m3，從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8s，該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為__mg/(m3·s)。

③由圖可知，無論以何種比例反應(yīng)，在溫度超過900℃時(shí)NO脫除率都會(huì)驟然下降，可能的原因是__（至少寫兩條）。

Answer 1

【答案】3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3 632 1:3 1×10-4 ⅰ、催化劑的活性下降；ⅱ、氨氣可能發(fā)生分解；ⅲ、反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度高反應(yīng)速率快，達(dá)到平衡后平衡逆向移動(dòng)

【解析】

（1）NO2和水反應(yīng)生成HNO3和NO。

（2）根據(jù)H=反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的能量-生成物的化學(xué)鍵形成釋放的能量，計(jì)算氮氧鍵的鍵能；

（3）NH3和NO的物質(zhì)的量的比值越大，NO的脫除率越大，則n(NH3):n(NO)為4:1、3:1、1:3時(shí)，對(duì)應(yīng)的曲線為c、b、a。由題給信息，可類比反應(yīng)速率的定義進(jìn)行NO的脫出速率的計(jì)算。溫度升高，NO的脫除率降低，可根據(jù)可逆反應(yīng)的平衡移動(dòng)進(jìn)行分析。

（1）NO2與水發(fā)生反應(yīng)：3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3；答案為：3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3；

（2）根據(jù)H=反應(yīng)物化學(xué)鍵斷裂吸收的能量-生成物的化學(xué)鍵形成釋放的能量，可得：946kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-2a kJ·mol-1=180kJ，解得：a=632。答案為：632；

（3）①由分析可知，曲線a對(duì)應(yīng)的n(NH3):n(NO)=1:3；答案為：1:3；

②由圖可知，A點(diǎn)到B點(diǎn)，NO的脫除率為0.75-0.55=0.20，則從A點(diǎn)到B點(diǎn)，則從A點(diǎn)到B點(diǎn)內(nèi)NO的脫除率為，答案為：1×10-4；

③可從催化劑、可逆反應(yīng)的平衡移動(dòng)、反應(yīng)物或生成物隨溫度變化的角度進(jìn)行分析。在溫度超過900℃時(shí)NO脫除率都會(huì)驟然下降，可能的原因有：ⅰ、催化劑的活性下降；ⅱ、氨氣可能發(fā)生分解；ⅲ、反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，達(dá)到平衡后平衡逆向移動(dòng)；答案為：ⅰ、催化劑的活性下降；ⅱ、氨氣可能發(fā)生分解；ⅲ、反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，達(dá)到平衡后平衡逆向移動(dòng)。