Question

【題目】空氣質量評價的主要污染物為PM 10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO等物質。煙氣的脫硝(除NOx)

技術和脫硫(除SO2)技術都是環境科學研究的熱點，選擇性催化還原法（SCR)是目前最成熟的煙氣脫硝技術，即在催化劑的作用下，用還原劑選擇性地與NOx反應生成N2和H2O。

(1)在催化劑存在的條件下，用H2將NO還原為N2。已知：

則氫氣和一氧化氮反應生成氮氣和水蒸氣的熱化學方程式是_____________。

(2)用熱炭還原NO的反應為2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，向容積均為1L的甲、乙、丙三個恒容恒溫(反應溫度分別為T1℃、T1℃、T2℃)容器中分別加入足量的焦炭和一定量的NO，測得各容器中n(NO)隨反應時間t的變化情況如下表所示：

t/min	0	40	80	120	160	200
n(NO) /mol(甲容器/T1℃)	2.00	1.50	1. 10	0.80	0.80	0. 80
n(NO) /mol(乙容器/T1℃)	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45	0.40
n(NO) /mol(丙容器/T2℃)	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00	1.00

①該反應T1_________T2，H________0 (填“<”或“>”)。

②若乙容器在200min達到平衡狀態，則0~ 200min內用CO2的濃度變化表示的平均反應速率v(CO2)=____。

(3)用焦炭還原NO2的反應為2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒溫條件下，lmolNO2和足量C發生該反應，測得平衡時NO2CO2的物質的量濃度與平衡總壓的關系如圖18所示：

①A、B兩點的濃度平衡常數關系：Kc(A)__________ (填“<” 、“>” 或“=”)

②A、B、C三點中NO2的轉化率最低的是________(填“A” 、“B” 或“C”)點。

③計算C點時該反應的壓強平衡常數Kp(c)=___________(Kp是用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓=總壓×物質的量分數)。

(4)在催化劑的作用下，尿素可以與NO2反應生成N2、H2O和CO2。寫出CO(NH2)2與NO2反應的化學方程式：___________。

(5)氮的化合物應用廣泛。氯胺（NH2Cl)是常用的飲用水二級消毒劑，可作長效緩釋消毒劑，已知NH2Cl易水解生成強氧化性的物質，寫出NH2Cl與水反應的化學方程式：_______________。

Answer 1

【答案】 2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=665kJ·mol1 ＜ ＜ 0.0015mol·L1·min1 = B 2Mpa 4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O(或4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O) NH2Cl+H2ONH3+HClO(或NH2Cl+2H2ONH3·H2O+HClO)

【解析】（1）根據題知條件可得：①2NO(g)=2N(g)＋2O(g)ΔH=+1260 kJ·mol-1②2N(g)=N2(g)ΔH=-945 kJ·mol-1③2H2(g)= 4H(g)ΔH=+872 kJ·mol-1④4H(g)+2O(g)= 2H2O(g)ΔH=-1852 kJ·mol-1根據蓋斯定律，①+②+③+④得：2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)H=665kJ·mol1 答案為：2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=665kJ·mol1
（2）①根據表中信息，可比較初始投料量相同的甲、丙容器，可觀察得反應速率：甲<丙，說明溫度T1＜T2；而平衡時n(NO)：甲<丙，說明由甲至丙溫度升高，平衡逆向移動，故該反應為放熱反應，H＜0；答案為：＜，＜

②參與反應的n(NO)=1mol-0.4mol=0.6mol，生成的n(CO2)=0.3mol，v(CO2)= =0.0015mol·L1·min1 ,答案為： 0.0015mol·L1·min1

（3）①平衡常數只受溫度的影響，恒溫條件下平衡常數保持恒定，故Kc(A)=Kc(B)；②該反應為正向氣體體積增大的反應，則在壓強較高時有利于反應逆向進行，結合圖中信息可知，B點壓強較高，對應平衡時c(NO2)也較高，故B點轉化率最低；

③起始時二氧化氮為1mol，C點時，二氧化氮和二氧化碳的物質的量濃度相等，可知此反應體系中n(NO2)=0.5mol，n(N2)=0.25mol，n(CO2)=0.5mol，各物質濃度關系為：c(NO2):c(CO2):c(N2)=2:2:1，則三種氣體平衡分壓為，，，則 ；答案為：= , B , 2Mpa

（4）尿素與NO2反應生成N2、H2O和CO2，所以CO(NH2)2與NO2反應的化學方程式為：4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O(或4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O)，答案為：4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O(或4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O)

(5)NH2Cl水解生成一水合氨和次氯酸，NH2Cl+2H2ONH3·H2O+HClO或NH2Cl+H2ONH3+HClO，答案為：NH2Cl+H2ONH3+HClO(或NH2Cl+2H2ONH3·H2O+HClO)