Question

16．烟气的脱硫（除SO₂）和脱硝（除NO）都是环境科学研究的热点．可以通过氧化还原反应或酸碱反应进行脱硫和脱硝．完成下列填空．
（1）烟气中含有一定量的氮氧化物（NO₂），可以利用甲烷与NO₂一点条件下反应，产物为空气中含有的无害成分，从而消除污染．写出CH₄与NO₂反应的化学方程式CH₄+2NO₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$N₂+CO₂+2H₂O．
（2）用催化剂可以使NO、CO污染同时降低，2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g），根据传感器记录某温度下NO、CO的反应进程，测量所得数据绘制出如图．

前1s内的平均反应速率v（N₂）=2.7×10^-4mol/（L．s）；第2s时的x值范围30.6＞x＞25.2；
（3）利用石灰乳和硝酸工业的废气（含NO、NO₂）反应，既能净化空气，又能获得应用广泛的Ca（NO₂）₂，其部分工艺流程如下：
①滤渣可以循环使用，滤渣的主要成分是Ca（OH）₂；
②生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca（NO₂）₂会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为3NO₂^-+2H⁺=NO₃^-+2NO↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根据甲烷与NO₂一点条件下反应生成空气中含有的无害成分，则根据原子守恒产物为氮气、二氧化碳和水；
（2）利用v=$\frac{△c}{△t}$计算v（CO），根据速率之比等于化学计量数之比求v（N₂）；根据随着反应进行反应速率越来越小分析；
（3）①滤渣的主要成分是Ca（OH）₂；
②根据质量守恒和电荷守恒定律书写．

解答 解：（1）因为甲烷与NO₂一点条件下反应生成空气中含有的无害成分，则根据原子守恒产物为氮气、二氧化碳和水，方程式为CH₄+2NO₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$N₂+CO₂+2H₂O，故答案为：CH₄+2NO₂$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$N₂+CO₂+2H₂O；
（2）一氧化碳的反应速率为v（CO）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{（36-30.6）×10{\;}^{-4}mol/L}{1s}$=5.4×10^-4mol/（L．s），同一化学反应同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比，所以v（N₂）=$\frac{1}{2}$v（CO）=2.7×10^-4mol/（L．s）；
因为随着反应进行反应速率越来越小，所以第2S消耗的CO小于第1S的36-30.6=5.4，则第2s时的30.6＞x＞30.6-5.4=25.2，故答案为：2.7×10^-4mol/（L．s）；30.6＞x＞25.2；
（3）①滤渣可以循环使用，则滤渣主要成分是Ca（OH）₂，故答案为：Ca（OH）₂；
②反应物是NO₂^-和H⁺，生成物是一氧化氮，硝酸根和水，反应的离子方程式为3NO₂^-+2H⁺=NO₃^-+2NO↑+H₂O，故答案为：3NO₂^-+2H⁺=NO₃^-+2NO↑+H₂O．

点评 本题以烟气的脱硫和脱硝为载体，考查环境保护、方程式书写、化学平衡、化学反应速率等，题目难度中等，本题注意把握数据处理能力和图象分析能力．