Question

【題目】霧霾由多種污染物形成,包含顆粒物（PM2.5）、氮氧化物（NOx）、CO、SO2等。化學在解決霧霾污染中有著重要的作用。

（1）已知:①ΔH1=-566.0 kJ·mol-1②　ΔH2=-116.5 kJ·mol-1③　 ΔH3=+180.5 kJ·mol-1，廢氣中NO2 與CO 轉化成無污染氣體的熱化學方程式為____。

（2）研究發現利用NH3可除去硝酸工業尾氣中的NO。NH3與NO的物質的量之比分別為1∶2、1∶1.5、3∶1時,NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖所示。

①曲線a中,NO的起始濃度為6×10-4mg·m-3,從X點到Y點經過10 s,則該時間段內NO的脫除速率為___________mg· m-3·s-1。

②曲線c對應的NH3與NO的物質的量之比是___,其理由是___。

（3）炭黑是霧霾中的重要顆粒物,研究發現它可以活化氧分子,生成活化氧,活化氧可以快速氧化SO2。活化過程的能量變化模擬計算結果如圖所示。

無水情況下,一個氧分子的活化能為__　,容易活化氧分子的條件是___（填“有水”或“無水”）。

（4）利用反應構成的電池既能有效消除氮氧化物的排放,減輕霧霾污染,又能充分利用化學能,裝置如圖所示。

①B極的電極反應式為___。

②若反應轉移1.2 mol電子,A極生成N2的體積為___L（標準狀況）。

Answer 1

【答案】2NO2（g）+4CO（g）=N2（g）+4CO2（g） △H=—1196.0kJ·mol-1 1.2×10—5 1：2 NH3與NO的物質的量的比值越大，NO脫除率越大 0.75eV 有水 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O 3.36

【解析】

（1）由蓋斯定律可知，①×2—②—③可得廢氣中NO2與CO 轉化成無污染氣體的熱化學方程式為2NO2（g）+4CO（g）=N2（g）+4CO2（g），則△H=△H1×2—△H2—△H3=（-566.0 kJ·mol-1）—（-116.5 kJ·mol-1）—（+180.5 kJ·mol-1）=—1196.0kJ·mol-1，故答案為：2NO2（g）+4CO（g）=N2（g）+4CO2（g） △H=—1196.0kJ·mol-1；

（2）①曲線a中，NO的起始濃度為6×10-4mg/m3，A點的脫除率為0.55，B點的脫除率為0.75，從A點到B點經過10s，該時間段內NO的脫除速率==1.2×10—5 mg· m-3·s-1，故答案為：1.2×10—5；

②NH3與NO的物質的量的比值越大，NH3的物質的量越大，NO脫除率越大，物質的量之比分別為1：2、1：1.5、3：1所對應的曲線分別為c、b、a，故曲線c對應NH3與NO的物質的量之比是1：2，故答案為：1：2；NH3與NO的物質的量的比值越大，NO脫除率越大；

（3）根據能量圖分析，整個反應的活化能為活化能較大者，則沒有水加入的反應活化能為E=0.75eV；有水加入的反應的活化能為E=0.57eV，所以水可使氧分子活化反應的活化能降低0.75eV-0.57eV=0.18eV，故答案為：0.75eV；有水；

（4）①根據裝置圖可知，電極B通入氨氣，在KOH溶液中氨氣被氧化為氮氣，電極反應式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O，故答案為：2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O；

②由化學方程式可知，A極消耗5mol二氧化氮，生成3mol氮氣，反應轉移24mol電子，則反應轉移1.2 mol電子，A極生成0.15mol氮氣，標準狀況選體積為0.15mol×22.4L/mol=3.36L，故答案為：3.36。