[题目]Ⅰ.汽车尾气中含有NO.CO等有害物质.其中NOx会引起光化学烟雾等环境问题.NH3-SCR技术是去除NOx最为有效的技术之一:在催化剂条件下.以NH3或尿素将尾气中NOx还原为N2从而降低污染.(1)汽车燃料中一般不含氮元素.汽缸中生成NO的原因 (用化学方程式表示.该反应为为可逆反应),汽车启动后.汽缸内温度越高.单位时间内NO排� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

【题目】Ⅰ.汽车尾气中含有NO、CO等有害物质，其中NOx会引起光化学烟雾等环境问题。

NH3-SCR技术是去除NOx最为有效的技术之一：在催化剂条件下，以NH3或尿素将尾气中NOx还原为N2从而降低污染。

（1）汽车燃料中一般不含氮元素，汽缸中生成NO的原因 _________________（用化学方程式表示，该反应为为可逆反应）；汽车启动后，汽缸内温度越高，单位时间内NO排放量越大，试分析其原因 _____________________________。

（2）①NH3去除尾气中的NOx，当v(NO)：v(NO2)=1:1时称为“快速SCR 反应”，该反应化学方程式为______________________________________ ；

②合成NH3所用原料气H2，可用天然气为原料制得，有关反应能量变化如下所示。

CO(g)+O2 (g)== CO2 (g) △H1=－282.0 KJ/mol

H2(g)+O2 (g)=== H2O (g) △H2=－241.8 KJ/mol

CH4(g)+ 2O2 (g)== CO2 (g)+ 2H2O (g) △H3=－836.3 KJ/mol

则用CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的热化学方程式为___________。

（3）通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理如图所示，则：

①Pt电极上发生的是 ______________反应(填“氧化”或“还原”)；

②NiO电极上的电极反应式为______________________________________；

（4）研究发现，将煤炭在O2/CO2的气氛下燃烧，能够降低燃煤时NO的排放，主要反应为:2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)。在一定温度下，于2L的恒容密闭容器中充入0.1molNO和0.3molCO发生该反应，测得不同时间容器内的压强(p)与起始压强(p0)的比值(p/p0)如下表。

时间/t	0min	2min	5min	10min	13min	15min
比值(p/p0)	1	0.97	0.925	0.90	0.90	0.90

0～5min内，该反应的平均反应速率V(NO)=___________________；

（5）将上述反应的CO2与NH3为原料合成尿素，能够实现节能减排：①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4span>(s)；②NH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g)

对于上述反应②在密闭容器中将过量NH2CO2NH4固体于300K下分解，平衡时P[H2O(g)]为aPa，若反应温度不变，将体系的体积增加50%，至达新平衡的过程中P[H2O(g)]的取值范围是__________________ (用含a的式子表示)。

【答案】N2+O22NO温度升高，反应速率加快2NH3+NO+NO2= 2N2+3H2OCH4(g)+H2O(g)== CO(g)+3H2(g) △H=+171.1KJ/mol还原NO-2e-+O2-=NO20.006mol/(L·min)a≤P[H2O]<a

【解析】

（1）氮与氧气在高温下反应生成NO，反应方程式为：N2+O22NO；温度升高，反应速率加快，单位时间内NO排放量越大，故答案为：N2+O22NO；温度升高，反应速率加快；

（2）①由氧化还原反应的规律可知反应的方程式为：2NH3+NO+NO2= 2N2+3H2O，故答案为：2NH3+NO+NO2= 2N2+3H2O；②CH4(g)和H2O(g)反应制得H2(g)和CO(g)的方程式为CH4(g)+H2O(g)== CO(g)+3H2(g)，由盖斯定律可得其反应的焓变△H=△H3-3△H2-△H1=+171.1KJ/mol，故答案为：CH4(g)+H2O(g)== CO(g)+3H2(g) △H=+171.1KJ/mol；

（3）由题发生还原反应，电极反应式为O2+ 4e-=2O2—，NiO电极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为NO+2e-+O2-= NO2。故答案为：还原、NO-2e-+O2-=NO2；

（4）由表格数据可知，5min时，p/p0=0.925，根据阿伏伽德罗定律推论，同温和同体积时p/p0=n/n0=0.925，

(0.4x)÷0.40=0.925，x=0.03molv（NO）== 0.006mol/（Lmin）；故答案为：0.006mol/（Lmin）；

（5）将体系的体积增加50%，则P[H2O(g)]变为Pa，且平衡向正向移动，最终H2O的平衡浓度与原平衡相同，在新平衡条件下P[H2O(g)]又等于aPa，故Pa＜P[H2O(g)]≤aPa，故答案为：aPa≤P[H2O]<aPa

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