Question

新華網(wǎng)北京2013年12月8日電：最近一周以來，一場罕見的大范圍霧霾籠罩著我國，從華北到東南沿海、甚至是西南地區(qū)，已陸續(xù)有25個省份、100多座大中城市不同程度出現(xiàn)霧霾天氣，覆蓋了我國將近一半的國土．氮氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一．消除氮氧化物有多種方法．
（1）NH₃催化還原氮氧化物（SCR）技術是目前應用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術．發(fā)生的化學反應是：2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g） 

180℃

催化劑

 2N₂（g）+3H₂O（g）．當有1mol N₂（g）生成，該反應的電子轉移總數(shù)是

 

．
（2）可利用甲烷催化還原氮氧化物．已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ?mo^-1
CH₄（g）+2NO₂（g）═N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867kJ?mo^-1
則CH₄（g）將NO（g）還原為N₂（g）的熱化學方程式是

 

．
（3）利用ClO₂消除氮氧化物的污染，反應過程如下：NO

ClO2

反應Ⅰ

NO₂

Na2SO3水溶液

反應Ⅱ

N₂
反應Ⅰ的產(chǎn)物中還有兩種強酸生成，且其中一種強酸硝酸與NO₂的物質的量相等，則化學方程式是

 

，若有11.2L N₂生成（標準狀況），共消耗ClO₂

 

 g．
（4）CO（NH₂）₂與某種霾氣（主要為N₂、NO和O₂）中的NO的物質的量比值分別為1：2、2：1、3：1時，NO脫除率隨溫度變化的曲線如下：

①曲線b 對應CO（NH₂）₂與NO的物質的量比值是

 

．
②曲線a、b、c中，800℃～900℃區(qū)間內發(fā)生主要反應的化學方程式是

 

．
③曲線a中，NO的起始濃度為6×10^-4mg/m³，從A點到B點經(jīng)過0.8s，該時間段內NO的脫除速率為

 

 mg/（m³?s）．

Answer 1

考點：氧化還原反應的電子轉移數(shù)目計算,用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學平衡的影響因素,化學平衡的計算

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）氧化還原反應中，化合價升高的數(shù)值=化合價降低數(shù)值=轉移電子數(shù)；
（2）根據(jù)蓋斯定律來計算化學反應的焓變；
（3）根據(jù)信息知道一氧化氮和二氧化氯之間反應生成產(chǎn)物是硝酸、鹽酸以及二氧化氮，根據(jù)化學方程式結合電子守恒來計算；
（4）①根據(jù)圖中信息知道：CO（NH₂）₂與某種煙氣中的NO的物質的量比值越大，NO脫除率越大；
②根據(jù)圖中信息知道：曲線a、b、c中，800℃～900℃區(qū)間內發(fā)生主要反應是CO（NH₂）₂與NO反應；
③根據(jù)圖中數(shù)據(jù)，NO的脫除速率=

變化濃度

時間

來計算．

解答： 解：（1）根據(jù)化合價升高的數(shù)值=化合價降低數(shù)值=轉移電子數(shù)，化合價升高情況：2NH₃～6e^-～N₂，所以當有1mol N₂（g）生成，該反應的電子轉移的量是6mol，總數(shù)是6N_A 或6×6.02×10²³，故答案為：6N_A 或6×6.02×10²³；
（2）根據(jù)蓋斯定律，將已知熱化學方程式②×2-①可得：CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160 kJ?mol^-1，故答案為：CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160 kJ?mol^-1；
（3）另一種強酸是鹽酸，根據(jù)物質的性質及化合價變化可知：2NO～5e^-～NO₂+HNO₃，ClO₂～5e^-～HCl，所以有2NO₂～ClO₂．根據(jù)物質的性質及化合價變化可知：2NO₂～8e^-～N₂，Na₂SO₃～2e^-～Na₂SO₄，所以有2NO₂～4 Na₂SO₃．根據(jù)關系式有：2ClO₂～2NO₂～N₂，n（ClO₂）=2n（NO₂）=1 mol，m（ClO₂）=67.5g，
故答案為：67.5；
（4）①CO（NH₂）₂與某種煙氣中的NO的物質的量比值越大，NO脫除率越大，故其物質的量比值分別為1：2、2：1、3：1時，對應的曲線為c、b、a，故曲線b 對應CO（NH₂）₂ 與NO的物質的量比值是2：1，故答案為：2：1；
②曲線a、b、c中，800℃～900℃區(qū)間內發(fā)生主要反應是CO（NH₂）₂與NO反應，即4NH₃+6NO=5N₂+6H₂O或2CO（NH₂）₂+6NO=2CO₂+4H₂O+5N₂，
故答案為：4NH₃+6NO=5N₂+6H₂O或2CO（NH₂）₂+6NO=2CO₂+4H₂O+5N₂；
③曲線a中，NO的起始濃度為6×10^-4 mg/m³，A點的脫除率為55%，B點的脫除率為75%，從A點到B點經(jīng)過0.8 s，該時間段內NO的脫除速率為6×10^-4×（75%-55%）/0.8 mg/（m³?s）=1.5×10^-4 mg/（m³?s），故答案為：1.5×10^-4．

點評：本題涉及氧化還原反應中的概念、蓋斯定律的應用、化學平衡的有關計算等綜合知識，注意知識的遷移和應用是關鍵，難度大．