Question

17．目前研究汽车尾气中的NO₂处理问题成为重要课题，请完成下列问题
（1）可以利用反应：NO₂+G$\stackrel{催化剂}{→}$N₂+H₂O+nX（ n可以为零）将NO₂变成无害的N₂，若要求X必须为无污染的物质，则G可以是ad（选填字母）
a．NH₃       b．CO₂       c．SO₂   d．CH₃CH₂OH
当反应中转移1.2mol电子时，消耗标准状况下NO₂的体积为6.72L．
（2）NH₃催化还原氨氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的氨氧化物脱除技术，反应原理如图所示．
①SCR技术中的氧化剂为NO₂、NO
②当NO₂与NO的物质的量之比为1：1时，与足量氨气在一定条件下发生反应，该反应的总化学方程式为2NH₃+NO₂+NO=2N₂+3H₂O，当有3mol电子发生转移时，则参与反应的NO的物质的量为0.5mol．

Answer 1

分析 （1）根据氧化还原反应中氧化剂和还原剂的特点结合常见的氧化剂和还原剂来回答，将NO₂变成无害的N₂中，氮元素的化合价降低了，二氧化氮做氧化剂，需要加入还原剂G，X必须为无污染的物质，结合电子守恒计算消耗标准状况下NO₂的体积；
（2）①元素化合价降低得电子做氧化剂，分析元素化合价，化合价降低的反应物是氧化剂；
②NH₃中氮的化合价由-3价升高到0价，一个NH₃失去3个电子，NO₂中氮的化合价由+4价降低到0价，一个NO₂得到4个电子，NO中氮的化合价由+2价降低到0价，一个NO得到2个电子，当NO₂与NO的物质的量之比为1：1时，转移电子的最小公倍数为6，根据化合价升降总数相等、原子守恒来配平．

解答 解：（1）将NO₂变成无害的N₂中，氮元素的化合价降低了，二氧化氮做氧化剂，需要加入还原剂，X必须为无污染的物质，在下列四种物质：a．NH₃ b．CO₂ c．SO₂ d．CH₃CH₂OH中，能被二氧化氮氧化具有还原性的物质有乙醇和NH₃，NO₂由+4价降低为0价，降低4价，即转移4mol电子，当反应中转移1.2mol电子时，消耗NO₂ 为0.3mol，体积为6.72L，
故答案为：ad；6.72；
（2）①由图甲可知SCR技术中NH₃与NO、NO₂反应产物为N₂和水，故氧化剂为NO、NO₂，故答案为：NO、NO₂；
②NH₃中氮的化合价由-3价升高到0价，一个NH₃失去3个电子，NO₂中氮的化合价由+4价降低到0价，一个NO₂得到4个电子，NO中氮的化合价由+2价降低到0价，一个NO得到2个电子，当NO₂与NO的物质的量之比为1：1时，转移电子的最小公倍数为6，结合质量守恒可知方程式为：2NH₃+NO+NO₂=2N₂+3H₂O；每有1molNO反应转移电子6mol，所以有3mol电子发生转移时，生成NO物质的量为0.5mol，
故答案为：2NH₃+NO+NO₂=2N₂+3H₂O；0.5mol．

点评 本题考查了氧化还原反应中氧化剂和还原剂判断、氧化还原方程式书写、水解平衡常数计算、弱酸的性质等知识，综合性较强，难度中等．