Question

【题目】空气质量评价的主要污染物为PM 10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO等物质。烟气的脱硝(除NOx)

技术和脱硫(除SO2)技术都是环境科学研究的热点，选择性催化还原法（SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术，即在催化剂的作用下，用还原剂选择性地与NOx反应生成N2和H2O。

(1)在催化剂存在的条件下，用H2将NO还原为N2。已知：

则氢气和一氧化氮反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式是_____________。

(2)用热炭还原NO的反应为2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为T1℃、T1℃、T2℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO，测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示：

t/min	0	40	80	120	160	200
n(NO) /mol(甲容器/T1℃)	2.00	1.50	1. 10	0.80	0.80	0. 80
n(NO) /mol(乙容器/T1℃)	1.00	0.80	0.65	0.53	0.45	0.40
n(NO) /mol(丙容器/T2℃)	2.00	1.45	1.00	1.00	1.00	1.00

①该反应T1_________T2，H________0 (填“<”或“>”)。

②若乙容器在200min达到平衡状态，则0~ 200min内用CO2的浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)=____。

(3)用焦炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，lmolNO2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图18所示：

①A、B两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)__________ (填“<” 、“>” 或“=”)

②A、B、C三点中NO2的转化率最低的是________(填“A” 、“B” 或“C”)点。

③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(c)=___________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

(4)在催化剂的作用下，尿素可以与NO2反应生成N2、H2O和CO2。写出CO(NH2)2与NO2反应的化学方程式：___________。

(5)氮的化合物应用广泛。氯胺（NH2Cl)是常用的饮用水二级消毒剂，可作长效缓释消毒剂，已知NH2Cl易水解生成强氧化性的物质，写出NH2Cl与水反应的化学方程式：_______________。

Answer 1

【答案】 2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=665kJ·mol1 ＜ ＜ 0.0015mol·L1·min1 = B 2Mpa 4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O(或4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O) NH2Cl+H2ONH3+HClO(或NH2Cl+2H2ONH3·H2O+HClO)

【解析】（1）根据题知条件可得：①2NO(g)=2N(g)＋2O(g)ΔH=+1260 kJ·mol-1②2N(g)=N2(g)ΔH=-945 kJ·mol-1③2H2(g)= 4H(g)ΔH=+872 kJ·mol-1④4H(g)+2O(g)= 2H2O(g)ΔH=-1852 kJ·mol-1根据盖斯定律，①+②+③+④得：2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)H=665kJ·mol1 答案为：2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g) H=665kJ·mol1
（2）①根据表中信息，可比较初始投料量相同的甲、丙容器，可观察得反应速率：甲<丙，说明温度T1＜T2；而平衡时n(NO)：甲<丙，说明由甲至丙温度升高，平衡逆向移动，故该反应为放热反应，H＜0；答案为：＜，＜

②参与反应的n(NO)=1mol-0.4mol=0.6mol，生成的n(CO2)=0.3mol，v(CO2)= =0.0015mol·L1·min1 ,答案为： 0.0015mol·L1·min1

（3）①平衡常数只受温度的影响，恒温条件下平衡常数保持恒定，故Kc(A)=Kc(B)；②该反应为正向气体体积增大的反应，则在压强较高时有利于反应逆向进行，结合图中信息可知，B点压强较高，对应平衡时c(NO2)也较高，故B点转化率最低；

③起始时二氧化氮为1mol，C点时，二氧化氮和二氧化碳的物质的量浓度相等，可知此反应体系中n(NO2)=0.5mol，n(N2)=0.25mol，n(CO2)=0.5mol，各物质浓度关系为：c(NO2):c(CO2):c(N2)=2:2:1，则三种气体平衡分压为，，，则 ；答案为：= , B , 2Mpa

（4）尿素与NO2反应生成N2、H2O和CO2，所以CO(NH2)2与NO2反应的化学方程式为：4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O(或4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O)，答案为：4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O(或4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O)

(5)NH2Cl水解生成一水合氨和次氯酸，NH2Cl+2H2ONH3·H2O+HClO或NH2Cl+H2ONH3+HClO，答案为：NH2Cl+H2ONH3+HClO(或NH2Cl+2H2ONH3·H2O+HClO)