Question

汽车尾气中的氢氧化物严重影响人们的生活质量，消除尾气中的氢氧化物有多重方法

（1）NH₃催化还原氢氧化物（SCR）技术是用Fe做催化剂，在氧气足量的情况下，不同c（NO₂）、c（NO）对应的脱氧率如图1所示，脱氧效果最佳的是

c(NO2)

c(NO)

=

 

，已知生成1molN₂反应放出的热量为QkJ，此时对应的脱氧反应的热化学方程式为

 

（2）新型O₃氧化技术对尾气中的氢氧化物脱除效果显著，尾气中NO₂的多数以NO形式存在的，发生反应：NO（g）+O₃（g）?NO₂（g）+O₂（g）
①当反应生成1molO₂时转移电子的物质的量是

 

mol
②在一定条件下，将NO和O₃通入绝热恒容密闭容器中发生上述反应，正反应速率随时间变化的示意图如图2上述，有图可得出的正确说法是

 

a．反应在c点达到平衡状态
b．反应物浓度：b点小于c点
c．反应物的总能量低于生成物的总能量
d．△t₁=△t₂时，NO的转化量：a-b段小于b-c段
（3）利用ClO₂氧化氮氧化物反应过程如下：NO

ClO2

反应Ⅰ

NO₂

Na2SO3水溶液

反应Ⅱ

无污染物．
反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+2HCl，反应Ⅱ的化学方程式是

 

（4）利用固体氧化物电解池通过电解方式分解氮氧化物如图3所示，该电源的b端是

 

极，写出电解池通入NO的电极反应式

 

．

Answer 1

考点：氧化还原反应的计算,热化学方程式,原电池和电解池的工作原理,化学反应速率变化曲线及其应用

专题：

分析：（1）由图可知，300℃，

c(NO2)

c(NO)

=1：1时脱氧效果最佳，生成1mol氮气放出QkJ热量，则生成2mol氮气放出2QkJ热量；
（2）①由N元素的化合价计算转移电子数；
②该反应反应前后气体的物质的量不变，容器体积不变，故体系压强恒定．绝热恒容密闭容器，体系温度随反应进行变化，随反应进行反应物的浓度降低，由图可知，c点以前正反应速率增大，说明正反应为放热反应，c点以后反应正反应速率降低，应是浓度影响比温度影响更大．图为正反应速率随时间变化，说明反应未到达平衡；
（3）二氧化氮与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成氮气和硫酸钠；
（4）由图可知，氧离子向阳极移动，则a为正极，b为负极，NO在阴极上得到电子生成氮气．

解答： 解：（1）根据纵坐标可知，相同温度下，脱氮率越高的效果越好，即300℃，

c(NO2)

c(NO)

=1：1时脱氧效果最佳；生成1mol氮气放出QkJ热量，则生成2mol氮气放出2QkJ热量，则其热化学反应方程式为2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）△H=-2QkJ/mol，
故答案为：1：1；2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）△H=-2QkJ/mol；
（2）①NO（g）+O₃（g）?NO₂（g）+O₂（g）中N元素的化合价由+2价升高为+4价，则当反应生成1molO₂时转移电子的物质的量是1mol×（4-2）=2mol，故答案为：2；
②a．反应在c点前，温度对速率影响大，c点以后浓度减小对速率影响大，C点未达到平衡状态，故a错误；
b．反应为达平衡，b点在c点之前，浓度反应物浓度：b点大于c点，故b错误；
c．该反应为放热反应，反应物的总能量高于生成物的总能量，故c错误；
d．a～b段反应速率小于b～c段反应速率，△t₁=△t₂时，b～c段反应的NO更多，故NO的转化率：a～b段小于b～c段，故d正确；
故答案为：d；
（3）二氧化氮与亚硫酸钠发生氧化还原反应生成氮气和硫酸钠，则反应Ⅱ的化学方程式是NO₂+4Na₂SO₃=N₂+4Na₂SO₄，故答案为：NO₂+4Na₂SO₃=N₂+4Na₂SO₄；
（4）由图可知，氧离子向阳极移动，则a为正极，b为负极，NO在阴极上得到电子生成氮气，则电极反应为2NO+4e^-=N₂+2O^2-，故答案为：负；2NO+4e^-=N₂+2O^2-．

点评：本题考查较综合，涉及热化学反应、氧化还原反应的计算、反应速率与图象、电极反应等，综合性较强，注重高频考点的考查，题目难度中等．