Question

16．煙氣的脫硫（除SO₂）和脫硝（除NO）都是環(huán)境科學研究的熱點．可以通過氧化還原反應或酸堿反應進行脫硫和脫硝．完成下列填空．
（1）煙氣中含有一定量的氮氧化物（NO₂），可以利用甲烷與NO₂一點條件下反應，產物為空氣中含有的無害成分，從而消除污染．寫出CH₄與NO₂反應的化學方程式CH₄+2NO₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$N₂+CO₂+2H₂O．
（2）用催化劑可以使NO、CO污染同時降低，2NO（g）+2CO（g）?2CO₂（g）+N₂（g），根據傳感器記錄某溫度下NO、CO的反應進程，測量所得數(shù)據繪制出如圖．

前1s內的平均反應速率v（N₂）=2.7×10^-4mol/（L．s）；第2s時的x值范圍30.6＞x＞25.2；
（3）利用石灰乳和硝酸工業(yè)的廢氣（含NO、NO₂）反應，既能凈化空氣，又能獲得應用廣泛的Ca（NO₂）₂，其部分工藝流程如下：
①濾渣可以循環(huán)使用，濾渣的主要成分是Ca（OH）₂；
②生產中溶液需保持弱堿性，在酸性溶液中Ca（NO₂）₂會發(fā)生分解，產物之一是NO，其反應的離子方程式為3NO₂^-+2H⁺=NO₃^-+2NO↑+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據甲烷與NO₂一點條件下反應生成空氣中含有的無害成分，則根據原子守恒產物為氮氣、二氧化碳和水；
（2）利用v=$\frac{△c}{△t}$計算v（CO），根據速率之比等于化學計量數(shù)之比求v（N₂）；根據隨著反應進行反應速率越來越小分析；
（3）①濾渣的主要成分是Ca（OH）₂；
②根據質量守恒和電荷守恒定律書寫．

解答 解：（1）因為甲烷與NO₂一點條件下反應生成空氣中含有的無害成分，則根據原子守恒產物為氮氣、二氧化碳和水，方程式為CH₄+2NO₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$N₂+CO₂+2H₂O，故答案為：CH₄+2NO₂$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$N₂+CO₂+2H₂O；
（2）一氧化碳的反應速率為v（CO）=$\frac{△c}{△t}$=$\frac{（36-30.6）×10{\;}^{-4}mol/L}{1s}$=5.4×10^-4mol/（L．s），同一化學反應同一時間段內，各物質的反應速率之比等于計量數(shù)之比，所以v（N₂）=$\frac{1}{2}$v（CO）=2.7×10^-4mol/（L．s）；
因為隨著反應進行反應速率越來越小，所以第2S消耗的CO小于第1S的36-30.6=5.4，則第2s時的30.6＞x＞30.6-5.4=25.2，故答案為：2.7×10^-4mol/（L．s）；30.6＞x＞25.2；
（3）①濾渣可以循環(huán)使用，則濾渣主要成分是Ca（OH）₂，故答案為：Ca（OH）₂；
②反應物是NO₂^-和H⁺，生成物是一氧化氮，硝酸根和水，反應的離子方程式為3NO₂^-+2H⁺=NO₃^-+2NO↑+H₂O，故答案為：3NO₂^-+2H⁺=NO₃^-+2NO↑+H₂O．

點評 本題以煙氣的脫硫和脫硝為載體，考查環(huán)境保護、方程式書寫、化學平衡、化學反應速率等，題目難度中等，本題注意把握數(shù)據處理能力和圖象分析能力．