题目内容

硝酸工业尾气中氮的氧化物（NO、NO2）是大气污染物，可用基于下列反应的方法治理：

2NO2+2NaOH====NaNO2+NaNO3+H2O

NO2+NO+2NaOH====2NaNO2+H2O

（1）若在标准状况下有NO、NO2的混合物恰好与50 mL 2.0 mol·L-1的NaOH溶液反应完全，且生成NaNO2和NaNO3的物质的量的比值为4∶1，则在混合气体中NO气体的体积分数为多少？

（2）设NO、NO2的混合气体用NOx表示，用碱液吸收，生成硝酸钠及亚硝酸钠再结晶分离。若生产每吨硝酸钠的成本为0.16万元，生产每吨亚硝酸钠的成本为0.27万元。目前市场出售价，硝酸钠每吨0.18万元，亚硝酸钠每吨0.28万元。则每处理22.4×109 L（标准状况）含NOx（x≥1.5）0.1%（体积分数）的尾气，所得利润y（出售价减去成本价，单位：万元）与x的关系为______________。（附解题过程）

（3）根据（2）的计算结果，在以下坐标系中作出其示意图。

（1）NO、NO2物质的量之和跟与之反应的NaOH物质的量相等，为0.1 mol。设NO2、NO的物质的量分别为a和b。

2NO2+2NaOH====NaNO2  +  NaNO3+H2O

    2          2                 1              1

 (a-b)     (a-b)      0.5(a-b)     0.5(a-b)

NO2+NO+2NaOH====2NaNO2+H2O

   1      1       2                  2

   b      b       2b                2b

a=0.07 mol  b=0.03 mol

则混合气体中NO的体积分数为：0.03 mol/（0.03 mol+0.07 mol）=3/10

（2）根据2NOx+2NaOH====(2x-3)NaNO3+(5-2x)NaNO2+H2O

n(NOx)=106 mol，则:n(NaNO2)=0.5×(5-2x)×106 mol

n(NaNO3)=0.5×(2x-3)×106 mol

y=0.02 万元/t×0.5×(2x-3)×106 mol×85 g·mol-1×10-6 t/g+0.01 万元/t×0.5×(5-2x)×106mol×69 g·mol-1×10-6 t/g=（1.01x-0.825）万元

（3）?

解析：（1）设NaNO3量为1，则是2NO2NaNO2和NaNO2，还有3NaNO2是由1.5 NO2和1.5 NO生成的，NO体积分数：

（2）总反应方程式：?

2NOx+2NaOH====(2x-3)NaNO3+(5-2x)NaNO2+H2O

   2                             2x-3               5-2x

106 mol         n(NaNO3)     n(NaNO2)

n(NaNO2)=×106 mol

n(NaNO3)=×106 mol

y=×106 mol×69 g·moL-1×10-6 t·g-1×0.01 万元/t+×106 mol×85 g·mol-1×10-6 t·g-1×0.02万元/t=（1.01x-0.825）万元

（3）当x=1.5时，y=0.690

当x=2时，y=1.195


练习册系列答案
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（2013?闵行区二模）开展“三废”综合治理，是防治工业“三废”污染，搞好环境保护的重要途径之一．其中常用方法是将“三废”中有毒有害物转化为无害的物质或有用的产品．
（1）硝酸工业尾气中氮氧化物（NO与NO2）是主要的大气污染物之一，可用氨氧混合气进行选择性催化还原处理．其主要反应原理如下：
4NO+4NH3+O2
催化剂
140℃
4N2+6H2O   6NO2+8NH3
催化剂
140℃
7N2+12H2O
某硝酸厂排放的尾气中氮氧化合物的含量为2490mg/m3（体积已折算至标准状况），其中NO与NO2物质的量比为4：1．设尾气中氮氧化物与氨氧混合气恰好完全反应．
①氨氧混合气的平均相对分子质量为
19.37
19.37
（精确到0.01）．
②尾气中NO的含量为
1800
1800
mg/m3．
③要处理5m3的尾气，需要氨氧混合气的体积为
10.64
10.64
L．
（2）另一种处理氮氧化物的方法是用烧碱进行吸收，产物为NaNO2、NaNO3和H2O．现有含0.5mol氮氧化物的尾气，恰好被一定体积的25% NaOH溶液（密度1.28g/cm3）完全吸收．
①NaOH溶液的物质的量浓度为
8
8
mol/L，体积为
62.5
62.5
mL．
②已知反应后溶液中含有0.35mol NaNO2．若将尾气中NO与NO2的平均组成记为NOx，则x=
1.8
1.8
．
（3）硫酸工业的废水中含质量分数4.9%的硫酸，加入质量分数22.2%的石灰乳，恰好使废水达到排放标准（pH=7），同时又得到副产品石膏（CaSO4?2H2O）．已知按此法处理后每小时可排放达标废水276.5吨，求每小时生产石膏的质量（忽略其他反应且不计过程中损耗）．
硝酸工业尾气中氮氧化物（NO 和NO2）是主要的大气污染物之一，可用氨氧混合气体进行选择性还原处理．其主要反应原理如下：
4NO+4NO3+O2
催化剂
140℃
4N2+6H2O    6NO+8NH3
催化剂
140℃
7N2+12H2O
某硝酸厂排放的尾气中氮氧化合物的含量为2490mg/m3（体积已换算成标准状况），其中NO、NO2的物质的量比为4：1．设尾气中氮氧化物与氨氧混合气恰好完全反应．
（1）尾气中氮氧化物的平均相对原子量为
 
；尾气中NO的含量为
 
mg/m3．
（2）要处理5m3的尾气，需要氨氧混合气的体积为
 
L．
（3）另一种处理氮氧化物的方法是用烧碱进行吸收，产物为NaNO2、NaNO3和H2O．现有含0.5mol氮氧化物的尾气，恰好被一定体积25% NaOH溶液（密度1.28g/cm3）完全吸收．
①NaOH溶液的物质的量浓度为
 
mol/L，体积为
 
mL．
②已知反应后溶液含有0.35mol NaNO2．若将尾气NO和NO2的平均组成用NOx表示，则x=
 
．
下列化学反应，不符合绿色化学原则的是（    ）

A.消除硫酸厂尾气排放：SO2+2NH3+H2O(NH4)2SO3

B.消除硝酸工业尾气中的氮氧化合物：NO2+NO+2NaOH2NaNO2+H2O

C.制取CuSO4：Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O

D.制CuSO4：2Cu+O22CuO、CuO+H2SO4(稀)CuSO4+H2O

“绿色化学”要求从技术上、经济上设计可行的化学反应，使其尽可能减少对环境的负作用。下列化学反应中，不符合绿色化学概念的是

A．用氨水吸收硫酸厂的尾气：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3

B．除去硝酸工业尾气中的氮氧化合物：NO2+NO+2NaOH=2NaNO2+H2O

C.制硫酸铜：Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O

D．制硫酸铜：2Cu+O2=2CuO  CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2O
硝酸工业产生的尾气(NO、NO2等)对环境造成污染，同时汽车尾气(含烃类、CO、SO2与NO等)是城市空气的污染源。

(1)汽车以汽油作为发动机燃料，在不断启动打火的过程中产生了CO、NO等有毒气体，若供氧不足，主要产生的污染物是________，若供氧充足，主要产生的有毒气体是______________。

(2)简述CO、NO对人体产生的影响：________________________________________________。

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(4)你能否应用氮元素的单质和化合物之间的转化关系，设计除去汽车尾气中氮的氧化物(NO、NO2)的理论方案?_________________________________________________________________

(5)控制城市空气污染的方法可以有(    )

A.开发氢能源         B.使用电动车           C.植树造林          D.戴上呼吸面具

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