Question

【題目】自2020年7月1日起，在全國范圍內(nèi)實(shí)行輕型汽車國Ⅵ排放標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)對氮氧化物、碳?xì)浠��?/span>(HC)、一氧化碳和懸浮粒子等排放物的限制將更為嚴(yán)苛。

(1)空燃比(A/F:空氣質(zhì)量與燃油質(zhì)量之比)對尾氣排放、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力等都有很大影響。利用氧傳感器測定可找到最佳空燃比區(qū)域(曲線如圖1)。由圖可知最佳空燃比區(qū)域?yàn)?/span>___附近，理由是________。推廣使用無鉛汽油的優(yōu)點(diǎn)是____________。

(2)汽車尾氣通過三元催化裝置凈化的原理是：2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) △H1

已知：① N2(g)+O2(g)＝2NO(g) △H2

② C(s)+O2(g)＝CO2(g) △H3

③ C(s)+O2(g)＝CO(g) △H4

則△H1＝_______(用含△H2、△H3、△H4的關(guān)系式表示)。

(3)選擇性催化還原技術(shù)(SCR)利用氨或尿素將NOx還原為N2和H2O，原理是：NO(g)+NO2(g)+2NH3(g) 3H2O(g)+2N2(g) △H

①其他條件不變時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖2所示。則△H_____0，p1 ____ p2(填“＞”或“＜”)。

②在500℃時(shí)，2L密閉容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，達(dá)平衡時(shí)壓強(qiáng)為p1MPa。則500℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp＝_______。

(4)汽車尾氣中還存在NH3等，含氮化合物廣泛應(yīng)用于化工、化肥、制藥等領(lǐng)域。

①已知N2H4在水溶液中的一級電離方程式為N2H4H2O+OH－，則的電子式為________________。

②已知：Ag+(aq) +2NH3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為Kf ＝＝1.7×107，Ksp(AgCl)＝1.7×10－10。用1Lc molL－1的氨水可溶解0.1mol AgCl(s) (假設(shè)溶液體積仍為1L)，則該氨水的最小濃度c＝_____molL－1(保留三位有效數(shù)字，提示：≈3.16)。

Answer 1

【答案】14.7 在空燃比為14.7時(shí)，尾氣中NOx、HC、CO的含量最低 防止空氣污染或減少有毒尾氣排放或防止催化劑中毒 2ΔH3-ΔH2-2ΔH4 ＜ ＜ 或 0.485 p1 2.06

【解析】

根據(jù)圖象中排放尾氣含量確定最佳空燃比區(qū)域，利用蓋斯定律進(jìn)行反應(yīng)熱的計(jì)算，用“定一議二”的方法判斷反應(yīng)吸熱或放熱，比較壓強(qiáng)大小，根據(jù)三段式計(jì)算平衡常數(shù)，結(jié)合N2H4·H2O的電離方程式書寫的電子式，根據(jù)沉淀溶解平衡常數(shù)計(jì)算最小濃度。

(1)由圖1可知，在空燃比為14.7時(shí)，尾氣中NOx、HC、CO的含量最低，則最佳空燃比區(qū)域?yàn)?/span>14.7，推廣無鉛汽油可防止空氣污染或減少有毒尾氣排放或防止催化劑中毒，故答案為：14.7；在空燃比為14.7時(shí)，尾氣中NOx、HC、CO的含量最低；防止空氣污染或減少有毒尾氣排放或防止催化劑中毒；

(2)根據(jù)已知分析可得，反應(yīng)②×2-①-③×2可得目標(biāo)反應(yīng)方程式，則由蓋斯定律可得ΔH1=2ΔH3-ΔH2-2ΔH4，故答案為：2ΔH3-ΔH2-2ΔH4；

(3)①由圖2分析，其他條件不變時(shí)，溫度的倒數(shù)增大，即溫度降低，NO的轉(zhuǎn)化率升高，反應(yīng)正向進(jìn)行，則該反應(yīng)正反應(yīng)方向?yàn)榉艧岱磻?yīng)，即ΔH<0，相同溫度時(shí)，p1→p2，NO的轉(zhuǎn)化率降低，說明反應(yīng)逆向進(jìn)行，增大壓強(qiáng)，反應(yīng)向氣體體積減小的方向進(jìn)行，因此p1<p2，故答案為：<；<；

②在500℃時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率為40%，2L密閉容器中充入1molNO、1molNO2和2molNH3，則列三段式有：

根據(jù)阿伏加德羅定律可知，恒溫恒容時(shí)，壓強(qiáng)與物質(zhì)的量成正比，則500℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為，故答案為：或0.485p1；

(4)①已知N2H4在水溶液中的一級電離方程式為N2H4H2O+OH-，則中N與H形成一對共用電子對，N與N形成一對共用電子對，則其電子式為，故答案為：；

②已知AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)，Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl-)=1.7×10-10，又Ag+(aq)+2NH3(aq)[Ag(NH3)2]+(aq)，其平衡常數(shù)表達(dá)式為=1.7×107，氨水與AgCl反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為2NH3(aq)+AgCl(s)[Ag(NH3)2]+(aq)+Cl-(aq)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)為，根據(jù)題意[Cl-]==0.1mol/L，[NH3]=c-2[Cl-]，則氨水的最小濃度，故答案為：2.06。