Question

随着氮氧化物对环境及人类活动影响的日趋严重，如何消除大气污染物中氮氧化物成为人们关注的主要问题之一。

Ⅰ．利用NH₃的还原性可以消除氮氧化物的污染。

（1）请写出NH₃的电子式________________。

（2）已知： ① H₂O(l)=H₂O(g) △H₁= +44.0kJ·mol^-1

②N₂(g)+O₂(g)=2NO(g) △H₂= +229.3 kJ·mol^-1

③ 4NH₃(g)+5O₂(g)= 4NO(g)+6H₂O( g)△H₃ =-906.5 kJ·mol^-1

则反应④ 4NH₃(g)+6NO(g)= 5N₂(g)+6H₂O(l) 的△H=_______；该反应的平衡常数K的表达式为__________;增加压强,该反应中NO的转化率将____________ (填“提高”、“不变”或“降低”)。

（3）一定温度下，在容积固定的密闭容器中，发生反应④，下列能判断该反应达到平衡的是____________ (填标号)

A．c(NH₃)=c(N₂)                                 B．容器中压强不变

C．容器中混合气体的密度不变                    D．1molN-H键断裂的同时，生成1molO-H键

（4）某小组研究了NH₃和NO在Ag₂O催化剂表面发生上述反应④,其中NO在一定时间内的转化率随温度变化的结果如右图所示。在有氧条件下，温度580K之后NO生成N₂的转化率降低的原因可能是____________。在温度为420～580K时，有氧条件下NO生成N₂的转化率明显高于无氧条件的原因可能是____________。

Ⅱ．用尿素[(NH₂)₂CO]水溶液吸收氮氧化物也是一种可行的方法。NO和NO₂不同配比混合气通入尿素溶液中，总氨还原率与配比关系如右图。

（5） 用尿素[(NH₂)₂CO]水溶液吸收体积比为1∶1的NO和NO₂混合气，将N元素转变为对环境无害的气体写出该反应的化学方程式____________。

（6）随着NO和NO₂配比的提高，总氮还原率降低的主要原因是____________。

Answer

-2317.0kJ·mol-1 提高 BC 催化剂活性降低(或温度升高，NH3 与NO 反应的平衡向逆反应方向移动、温度升高发生了副反应4NH3+7O2=4NO2+6H2O ) NO 与O2 反应生成NO2,NO2更容易与NH3 反应 (NH2)2CO +NO+NO2=2N2+CO2+2H2O NO 不溶于水，难以与尿素接触反应

【解析】Ⅰ．（1）氮原子和氢原子间形成单键，NH3的电子式；正确答案：。

（2）根据盖斯定律可知：③ -②×5-6×①，整理后可得4NH3(g)+6NO(g)= 5N2(g)+6H2O(l)△H=-2317.0kJ·mol-1，平衡常数为生成物浓度的幂之积除以反应物浓度幂之积，所以该反应的平衡常数K的表达式为 ；该反应正反应为一个气体体积缩小的反应，增加压强，平衡右移，反应中NO的转化率将提高；正确答案： ； 提高。

（3）针对反应4NH3(g)+6NO(g)= 5N2(g)+6H2O(l)△H=-2317.0kJ·mol-1来说，如果c(NH3)=c(N2)，不能 说明各组分浓度保持不变，无法判断该反应达到平衡状态，A错误；该反应正反应为一个气体体积缩小的反应，当容器中压强不变时，该反应达到平衡状态，B正确；该反应向右进行，气体总质量减小，但是容器的体积不变，所以容器中混合气体的密度不变时，可以判定该反应达到平衡状态；C正确；根据反应可知：12molN-H键断裂，反应向右进行，同时生成12molO-H键，反应向右进行，速率方向同向，不能判断该反应达到平衡状态，D错误；正确选项BC。

（4）根据图像可知：在有氧条件下，温度580K之后NO生成N2的转化率降低，由于该反应为放热反应，所以温度升高，NH3 与NO 反应的平衡向逆反应方向移动，导致NO转化率降低，也可能为温度升高发生了副反应4NH3+7O2=4NO2+6H2O 或催化剂活性降低，都有可能导致NO转化率降低；在温度为420～580K时，有氧条件下NO生成N2的转化率明显高于无氧条件的原因可能是NO 与O2 反应生成NO2，NO2更容易与NH3 反应；正确答案：催化剂活性降低(或温度升高，NH3 与NO 反应的平衡向逆反应方向移动、温度升高发生了副反应4NH3+7O2=4NO2+6H2O ) ；NO 与O2 反应生成NO2,NO2更容易与NH3 反应。

（5）尿素[(NH2)2CO]中氮元素化合价为-3价，而NO和NO2混合气中的氮元素的化合价分别为+2价、+4价，三种物质混合后氮元素发生了归中反应，生成氮气和二氧化碳；反应的化学方程式为(NH2)2CO+NO+NO2=2N2+CO2+2H2O；正确答案：(NH2)2CO+NO+NO2=2N2+CO2+2H2O。

（6）随着NO和NO2配比的提高，NO的量增多，而NO 不溶于水，也不与水反应，难以与尿素接触反应，造成总氮还原率降低；正确答案：NO 不溶于水，难以与尿素接触反应。