Question

【题目】汽车尾气中NOx的生成和消除是科学家研究的重要课题。

（1）NOx能形成酸雨，NO2转化为HNO3的化学方程式是__。

（2）汽车发动机工作时会引发N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+180kJ·mol-1，其能量变化示意图如下：

则NO中氮氧键的键能是__kJ·mol-1。

（3）用NH3可消除NO污染，反应原理为：4NH3+6NO5N2+6H2O，以n(NH3)：n(NO)分别为4:1、3:1、1:3投料，得到NO脱除率随温度变化的曲线如图所示：

①曲线a对应的n(NH3):n(NO)=__。

②曲线c中NO的起始浓度为4×10-4mg/m3，从A点到B点经过0.8s，该时间段内NO的脱除速率为__mg/(m3·s)。

③由图可知，无论以何种比例反应，在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降，可能的原因是__（至少写两条）。

Answer 1

【答案】3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3 632 1:3 1×10-4 ⅰ、催化剂的活性下降；ⅱ、氨气可能发生分解；ⅲ、反应为放热反应，温度高反应速率快，达到平衡后平衡逆向移动

【解析】

（1）NO2和水反应生成HNO3和NO。

（2）根据H=反应物化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量，计算氮氧键的键能；

（3）NH3和NO的物质的量的比值越大，NO的脱除率越大，则n(NH3):n(NO)为4:1、3:1、1:3时，对应的曲线为c、b、a。由题给信息，可类比反应速率的定义进行NO的脱出速率的计算。温度升高，NO的脱除率降低，可根据可逆反应的平衡移动进行分析。

（1）NO2与水发生反应：3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3；答案为：3NO2+H2O=2HNO3+NO或4NO2+O2+2H2O=4HNO3；

（2）根据H=反应物化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量，可得：946kJ·mol-1+498 kJ·mol-1-2a kJ·mol-1=180kJ，解得：a=632。答案为：632；

（3）①由分析可知，曲线a对应的n(NH3):n(NO)=1:3；答案为：1:3；

②由图可知，A点到B点，NO的脱除率为0.75-0.55=0.20，则从A点到B点，则从A点到B点内NO的脱除率为，答案为：1×10-4；

③可从催化剂、可逆反应的平衡移动、反应物或生成物随温度变化的角度进行分析。在温度超过900℃时NO脱除率都会骤然下降，可能的原因有：ⅰ、催化剂的活性下降；ⅱ、氨气可能发生分解；ⅲ、反应为放热反应，升高温度，达到平衡后平衡逆向移动；答案为：ⅰ、催化剂的活性下降；ⅱ、氨气可能发生分解；ⅲ、反应为放热反应，升高温度，达到平衡后平衡逆向移动。