Question

8．烟气中NO_x是NO和NO₂的混合物（不含N₂O₄）．
（1）根据废气排放标准，1m³烟气最高允许含400mgNO_x．若NO_x中NO质量分数为0.85，则lm³烟气中最高允许含NO0.25L（标准状况，保留2位小数）．
（2）若用氨气除去废气中的氮氧化物（NO_x）：NO_x+NH₃→N₂+H₂O（l）．假如每升废气中含NO_x0.0672L（只含NO和NO₂），向100.000L废气中通入10.000L氨气可使NO_x完全转化，测得反应后气体体积变为103.952L（气体体积均折算到标准状况）．
①NO_x中的 x 值为1.2（保留1位小数）．
②除去废气中的NO_x，至少需氨0.24mol（保留2位小数）．
（3）工业上通常用溶质质量分数为0.150的Na₂CO₃水溶液（密度l.16g/mL）作为NO_x吸收剂，该碳酸钠溶液物质的量浓度为1.64mol/L（保留2位小数）．
（4）已知：NO+NO₂+Na₂CO₃→2NaNO₂+CO₂           ①
2NO₂+Na₂CO₃→NaNO₂+NaNO₃+CO₂         ②
1m³含2000mgNO_x的烟气用质量分数为0.150的碳酸钠溶液吸收．若吸收率为80%，吸收后的烟气不符合排放标准（填“符合”或“不符合”），
理由：吸收后烟气总体积减小，NO_x含量仍超过400mg/m³．

Answer 1

分析 （1）根据NO的质量分数计算NO的质量，在根据n=$\frac{m}{M}$计算NO的物质的量，根V=nV_m计算NO的体积；
（2）100L的废气中有NOx物质的量为：$\frac{100×0.0672L}{22.4L/mol}$=0.3mol，物质的量减少：$\frac{（110-103.952）L}{22.4L/mol}$=0.27mol，
设混合气体中NO物质的量为x，NO₂的物质的量为y，根据化合价升降配平方程式xNO+yNO₂+$\frac{2x+4y}{3}$NH₃→$\frac{x+y+\frac{2x+4y}{3}}{2}$N₂+（x+2y）H₂O（l），
根据混合气体中NO和NO₂的物质的量之和为0.3mol、物质的量减少：x+y+$\frac{2x+4y}{3}$-$\frac{x+y+\frac{2x+4y}{3}}{2}$=0.27，求出x、y，然后进行计算；
（3）根据c=$\frac{1000ω}{M}$计算碳酸钠溶液物质的量浓度；
（4）未被被吸收的NO_x的质量为2000mg×（1-80%）=400mg，因吸收后烟气总体积减小，NO_x含量仍超过400mg/m³．

解答 解：（1）lm³烟气中含有的NO的最大质量为：400mg×0.85=340mg，标况下340mgNO的体积为：$\frac{0.34g}{30g/mol}$×22.4L/mol=0.25L，
故答案为：0.25；
（2）100L的废气中有NOx物质的量为：$\frac{100×0.0672L}{22.4L/mol}$=0.3mol，物质的量减少：$\frac{（110-103.952）L}{22.4L/mol}$=0.27mol，
设混合气体中NO物质的量为x，NO₂的物质的量为y，根据化合价升降配平方程式xNO+yNO₂+$\frac{2x+4y}{3}$NH₃→$\frac{x+y+\frac{2x+4y}{3}}{2}$N₂+（x+2y）H₂O（l），
根据混合气体中NO和NO₂的物质的量之和为0.3mol、物质的量减少：x+y+$\frac{2x+4y}{3}$-$\frac{x+y+\frac{2x+4y}{3}}{2}$=0.27（化简 5x+7y=1.62），
混合气体：x+y=0.3
解得：x=0.24，y=0.06，
所以转移的电子数：0.24×2+0.06×4=0.72mol，
将xy数据带入可得：0.24NO+0.06NO₂+0.24NH₃=0.27N₂+0.48H₂O 化简得：8NO+2NO₂+8NH₃=9N₂+16H₂O，
①根据8NO+2NO₂+8NH₃=9N₂+16H₂O，可以知道N为10，O为12，所以为NO_1.2，即x=1.2，
故答案为：1.2；
②根据8NO+2NO₂+8NH₃=9N₂+16H₂O可知，除去废气中的NO_x至少需要氨气与NO物质的量相等，为0.24molNH₃，
故答案为：0.24；
（3）该碳酸钠溶液物质的量浓度为：$\frac{1000×1.16×0.15}{106}$mol/L=1.64mol/L，故答案为：1.64；
（4）未被被吸收的NO_x的质量为：2000mg×（1-80%）=400mg，因吸收后烟气总体积减小，NO_x含量仍超过400mg/m³，故不符合，
故答案为：不符合；吸收后烟气总体积减小，NO_x含量仍超过400mg/m³．

点评 本题以环境保护为信息来考查学生对氧化还原反应的分析，题目难度中等．明确元素化合价的变化及电子守恒来配平化学反应是解答本题的关键，注重了化学与生活的联系，符合高考的导向．