【題目】SCRNSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動(dòng)機(jī)在空氣過(guò)量條件下的NOx排放。

(1)SCR(選擇性催化還原)工作原理:

①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3CO2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________

②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學(xué)方程式:________________________;

③當(dāng)燃油中含硫量較高時(shí),尾氣中SO2O2作用下會(huì)形成(NH4)2SO4,使催化劑中毒。用化學(xué)方程式表示(NH4)2SO4的形成:_____________________________;

④尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化,測(cè)定溶液中尿素(M=60 g·mol 1)含量的方法如下:取a g尿素溶液,將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3,所得NH3用過(guò)量的v1 mL c1 mol·L1 H2SO4溶液吸收完全,剩余H2SO4v2 mL c2 mol·L1 NaOH溶液恰好中和,則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是_________________;

(2)NSR(NOx儲(chǔ)存還原)工作原理:NOx的儲(chǔ)存和還原在不同時(shí)段交替進(jìn)行,如圖a所示。

①通過(guò)BaOBa(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實(shí)現(xiàn)NOx的儲(chǔ)存和還原。還原NOx的物質(zhì)是_________________;

②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過(guò)程,該過(guò)程分兩步進(jìn)行,圖b表示該過(guò)程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時(shí)間的變化關(guān)系。第二步反應(yīng)消耗的NH3Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是__________________

③還原過(guò)程中,有時(shí)會(huì)產(chǎn)生笑氣(N2O)。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下15NONH3以一定比例反應(yīng)時(shí),得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學(xué)方程式補(bǔ)充完整:______________________15NNO+___H2O

【答案】CO(NH2)2+H2OCO2+2NH3 8NH3+6NO27N2+12H2O 2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4 Ba(NO3)2 103 415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O

【解析】

(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3CO2,結(jié)合原子守恒配平書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式;

②反應(yīng)器中NH3還原NO2生成氮?dú)夂退,根?jù)電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式;

SO2O2作用下與NH3H2O反應(yīng)形成(NH4)2SO4,此反應(yīng)中SO2是還原劑,氧氣是氧化劑,結(jié)合電子守恒和原子守恒可得此反應(yīng)的化學(xué)方程式;

④涉及反應(yīng)為2NH3+H2SO4=n(NH4)2SO4,2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O,由方程式可知n(NaOH)+n(NH3)=2n(H2SO4),以此計(jì)算;

(2)①由圖a可知儲(chǔ)存NOx的物質(zhì)是BaO;

②第一步反應(yīng)中H2被氧化生成水,化合價(jià)由0價(jià)升高到+1價(jià),Ba(NO3)2N元素化合價(jià)由+5價(jià)降低到-3價(jià),生成氨氣,結(jié)合得失電子數(shù)目相等計(jì)算;

③在有氧條件下15NONH3以一定比例反應(yīng)時(shí),得到的笑氣幾乎都是15NNO,由N元素守恒可知15NONH3應(yīng)為11,結(jié)合電子得失相等配平方程式。

(1)①尿素[CO(NH2)2]水溶液熱分解為NH3CO2,反應(yīng)物為尿素和水,反應(yīng)生成物為氨氣和水,原子守恒書(shū)寫(xiě)化學(xué)方程式為:CO(NH2)2+H2OCO2+2NH3;

NH3在催化劑作用下還原NO2生成氮?dú)夂退鶕?jù)電子守恒、原子守恒,可得反應(yīng)的化學(xué)方程式為8NH3+6NO27N2+12H2O

SO2O2作用下與NH3、H2O反應(yīng)形成(NH4)2SO4,此反應(yīng)中SO2中的S元素化合價(jià)升高,SO2作還原劑,氧氣作氧化劑,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2SO2+O2+4NH3+2H2O=2(NH4)2SO4;

④涉及反應(yīng)為2NH3+H2SO4=n(NH4)2SO42NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O,反應(yīng)中n(H2SO4)=v1×c1×10-3mol,n(NaOH)=v2×c2×10-3mol,由方程式可知n(NaOH)+n(NH3)=2n(H2SO4),所以n(NH3)=(2×v1×c1×10-3- v2×c2×10-3) mol,則根據(jù)N元素守恒可得n[CO(NH2)2]=n(NH3),所以m[CO(NH2)2]=n(NH3)=(2×v1×c1×10-3- v2×c2×10-3) mol×60g/mol=(0.06v1c1-0.03v2c2)g,所以原尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是×100%=;

(2)①由圖示可知BaONOx反應(yīng)生成Ba(NO3)2,Ba(NO3)2再還原為N2,則儲(chǔ)存NOx的物質(zhì)為BaO;

②第二步反應(yīng)中NH3被氧化生成水和N2,N化合價(jià)由-3價(jià)升高到0價(jià),Ba(NO3)2N元素化合價(jià)由+5價(jià)降低到0價(jià),生成氮?dú),則1mol Ba(NO3)2生成氮?dú)廪D(zhuǎn)移10mol電子,參加反應(yīng)的氨氣的物質(zhì)的量為mol,則消耗的NH3Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是1=103;

③在有氧條件下15NONH3以一定比例反應(yīng)時(shí),得到的笑氣幾乎都是15NNO,由N元素守恒可知15NONH3應(yīng)為11,可知反應(yīng)的化學(xué)方程式為415NO+4NH3+3O2415NNO+6H2O。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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下列敘述正確的是

A. 實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),先加熱d處酒精燈,再打開(kāi)活塞K

B. 裝置b、c中分別裝有飽和Na2CO3溶液和濃硫酸

C. 觀察到裝置f中溶液變黑,說(shuō)明有CO氣體生成

D. 裝置e的作用是防倒吸,裝置f導(dǎo)管口處點(diǎn)燃可以處理尾氣

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下列說(shuō)法正確的是

A.無(wú)色氣體可能是NOCO2的混合物

B.由步驟③可知,原溶液肯定存在Fe3

C.溶液X中所含離子種類共有4

D.另取100mL原溶液X,加入足量的NaOH溶液,充分反應(yīng)后過(guò)濾,洗滌,灼燒至恒重,理論上得到的固體質(zhì)量為2.4g

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B.應(yīng)握緊試管夾,大拇指按在短柄上

C.試管中液體的量不能超過(guò)試管容積的1/3

D.可以使試管的受熱部位在火焰上方先上下移動(dòng),后集中加熱

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A. COH2OCO2H2 B. 3NO2H2O2HNO3NO

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請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)下列敘述正確的是________(填序號(hào))

A.金屬鍵的強(qiáng)弱:DE

B.基態(tài)原子第一電離能:DE

C.五種元素中,電負(fù)性最大的元素是E

D.晶格能:NaClDCl2

(2)F基態(tài)原子的核外電子排布式為_____;與F同一周期的副族元素的基態(tài)原子中最外層電子數(shù)與F原子相同的元素為_____(填元素符號(hào))。

(3)E單質(zhì)晶體中原子的堆積方式如下圖甲所示,其晶胞特征如下圖乙所示,原子之間相互位置關(guān)系的平面圖如下圖丙所示。

若已知E的原子半徑為dNA代表阿伏加德羅常數(shù),E的相對(duì)原子質(zhì)量為Mr,則一個(gè)晶胞中E原子的數(shù)目為________,該晶體的密度為_______________ (用字母表示)。

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