Question

【題目】SCR和NSR技術可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的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NH3和CO2，請寫出CO2的電子式___________________。

②反應器內NH3還原NO2過程中，若還原產物比氧化產物少1mol，轉移電子總數(shù)__________個（用NA表示）。

③當燃油中含硫量較高時，尾氣中SO2在O2作用下會形成(NH4)2SO4，使催化劑中毒。用化學方程式表示(NH4)2SO4的形成_______________________________________________。

④尿素溶液濃度影響NO2的轉化，測定溶液中尿素（M=60 g·mol1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，將所含氮完全轉化為NH3，所得NH3用過量的v1 mL c1 mol·L1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L1 NaOH溶液恰好中和，則尿素溶液中溶質的質量分數(shù)是________

（2）NSR（NOx儲存還原）工作原理：NOx的儲存和還原在不同時段交替進行，如圖a所示。

① 通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉化實現(xiàn)NOx的儲存和還原。儲存NOx的物質是_________。

② 用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程，該過程分兩步進行，圖b表示該過程相關物質濃度隨時間的變化關系。第一步反應消耗的H2與Ba(NO3)2的物質的量之比是__________。

③ 還原過程中，有時會產生笑氣（N2O）。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產生與NO有關。在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應時，得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應的化學方程式補充完整：______________________________15NNO+ ________H2O

Answer 1

【答案】 24NA 2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O===2(NH4)2SO4 % BaO 8∶1 415NO＋4NH3＋3O2 4 6

【解析】

（1）①CO2分子中只含有共價鍵，每個O與C原子間形成2對共用電子。

②反應方程式為8NH3+6NO2=3N2(還原產物)+4N2(氧化產物)+12H2O，在此反應中，共轉移電子8×3=24個，由此可算出還原產物比氧化產物少1mol時轉移電子總數(shù)。

③形成(NH4)2SO4時，反應物為SO2、O2、NH3、H2O，生成物為(NH4)2SO4。

④n(NH3)=2n(H2SO4)-n(NaOH)，代入數(shù)據便可求出n(NH3)，再利用n(NH3)=2n[CO(NH2)2]，便可求出尿素的物質的量，最后求出質量分數(shù)。

（2）① 從圖中可看出，儲存NOx的物質是BaO。

②第一步反應消耗的H2與Ba(NO3)2反應的方程式為8H2+Ba(NO3)2=BaO+2NH3+5H2O，由此可確定H2與Ba(NO3)2的物質的量之比。

③配平該反應的化學方程式：415NO+4NH3+3O2415NNO+ 6H2O。

（1）①CO2分子中只含有共價鍵，每個O與C原子間形成2對共用電子, CO2的電子式為。答案為；

②由反應方程式8NH3+6NO2=3N2(還原產物)+4N2(氧化產物)+12H2O可看出，還原產物比氧化產物少1mol，共轉移電子8×3=24mol，轉移電子總數(shù)24NA個。答案為：24NA；

③形成(NH4)2SO4時，反應方程式為2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O==2(NH4)2SO4。答案為：2SO2＋O2＋4NH3＋2H2O==2(NH4)2SO4；

④n(NH3)=2n(H2SO4)-n(NaOH)= (2c1V1 - c2V2 )×10-3mol，再利用n(NH3)= 2n[CO(NH2)2]，便可求出n[CO(NH2)2]= ，最后求出質量分數(shù)為

。答案為：；

（2）①從圖中可看出，儲存NOx的物質是BaO。答案為：BaO；

②第一步反應消耗的H2與Ba(NO3)2反應的方程式為8H2+Ba(NO3)2=BaO+2NH3+5H2O，由此可確定H2與Ba(NO3)2的物質的量之比8∶1。答案為：8∶1；

③根據電子守恒、原子守恒配平該反應的化學方程式為：415NO+4NH3+3O2415NNO+ 6H2O。

答案為：415NO＋4NH3＋3O2；4；6。