Question

【題目】SCR和NSR技術可有效降低柴油發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 ， 該反應的化學方程式： ．
②反應器中NH3還原NO2的化學方程式： ．
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=60gmol﹣1）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 molL﹣1H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2mL c2 molL﹣1NaOH溶液恰好中和，則尿素溶液中溶質的質量分數是 ．
（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的相互轉化實驗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現笑氣的產生與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： ．

Answer 1

【答案】
（1）CO（NH2）2+H2O 2NH3↑+CO2↑；8NH3+6NO2 7N2+12H2O；2SO2+O2+4NH3+2H2O═2（NH4）2SO4；
（2）BaO；8：1；415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O
【解析】解：（1）①尿素[CO（NH2）2]水溶液熱分解為NH3和CO2 ， 反應物為尿素和水，反應生成物為氨氣和水，原子守恒書寫化學方程式為：CO（NH2）2+H2O 2NH3↑+CO2↑，
故答案為：CO（NH2）2+H2O 2NH3↑+CO2↑；
②NH3在催化劑作用下還原NO2生成氮氣和水，反應的化學方程式為8NH3+6NO2 7N2+12H2O，
故答案為：8NH3+6NO2 7N2+12H2O；
③SO2在O2作用下與NH3、H2O反應形成（NH4）2SO4 ， 此反應中SO2是還原劑，氧氣是氧化劑，反應的化學方程式為2SO2+O2+4NH3+2H2O═2（NH4）2SO4 ，
故答案為：2SO2+O2+4NH3+2H2O═2（NH4）2SO4；
④涉及反應為2NH3+H2SO4=n（NH4）2SO4 ， 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O，反應中n（H2SO4）=v1×c1×10﹣3mol，n（NaOH）=v2×c2×10﹣3mol，
由方程式可知n（NaOH）+n（NH3）=2n（H2SO4），
則n（NH3）=（2v1×c1×10﹣3﹣v2×c2×10﹣3）mol，
則m（CO（NH2）2）= ×（2v1×c1×10﹣3﹣v2×c2×10﹣3）mol×60g/mol=（0.06v1c1﹣0.03v2c2 ）g，尿素溶液中溶質的質量分數是 = ，
故答案為： ；（2）①由圖示可知BaO和NOx反應生成Ba（NO3）2 ， Ba（NO3）2再還原為N2 ， 則儲存NOx的物質為BaO，故答案為：BaO；
②第一步反應中H2被氧化生成水，化合價由0價升高到+1價，Ba（NO3）2的N元素化合價由+5價降低到﹣3價，生成氨氣，則1molBa（NO3）2生成氨氣轉移16mol電子，參加反應的氫氣的物質的量為 =8mol，則消耗的H2與Ba（NO3）2的物質的量之比是8：1，
故答案為：8：1；③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，由N元素守恒可知15NO與NH3應為1：1，可知反應的化學方程式為415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O，
故答案為：415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O
（1）①尿素[CO（NH2）2]水溶液熱分解為NH3和CO2 ， 結合原子守恒配平書寫化學方程式；
②反應器中NH3還原NO2生成氮氣和水，根據電子守恒和原子守恒可得此反應的化學方程式；
③SO2在O2作用下與NH3、H2O反應形成（NH4）2SO4 ， 此反應中SO2是還原劑，氧氣是氧化劑，結合電子守恒和原子守恒可得此反應的化學方程式；
④涉及反應為2NH3+H2SO4=n（NH4）2SO4 ， 2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O，由方程式可知n（NaOH）+n（NH3）=2n（H2SO4），以此計算；（2）①由圖a可知儲存NOx的物質是BaO；②第一步反應中H2被氧化生成水，化合價由0價升高到+1價，Ba（NO3）2的N元素化合價由+5價降低到﹣3價，生成氨氣，結合得失電子數目相等計算；③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，由N元素守恒可知15NO與NH3應為1：1，結合電子得失相等配平．