Question

据统计，2015年入冬以来，华北黄淮地区已经出现4次严重雾霾过程，持续时间达3~7天。氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一，消除氮氧化物有多种方法。

（1）NH₃催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。发生的化学反应是：2NH₃ (g) + NO(g) + NO₂(g) 2N₂(g) + 3H₂O(g)   ΔH < 0。

① 当该反应有1mol N₂(g)生成时，电子转移总数是

② 该反应的平衡表达式K=

③ 为了加快反应反应速率，并且提高NO_x的转化率，采取的措施是_______(填字母)。

a．增大NH₃的浓度   b．增大N₂的浓度  c．增大压强    d．选择合适的催化剂

（2）可利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

CH₄ (g) + 4NO₂(g)=4NO(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g)  ΔH = - 574 kJ·mo^-1

CH₄ (g) + 2NO₂(g)=N₂(g) + CO₂(g) + 2H₂O(g)   ΔH = - 867 kJ·mo^-1

则CH₄(g)将NO(g)还原为N₂(g)的热化学方程式是                 。

（3）利用ClO₂ 消除氮氧化物的污染，反应过程如下：(部分反应物或生成物略去)

反应Ⅰ的产物中还有两种强酸生成，且其中一种强酸硝酸与NO₂的物质的量相等，则化学方程式是              ，若有11.2 L N₂生成(标准状况)，共消耗ClO₂         g 。

Answer

（1）①1.806×1024或3NA(NA表示阿伏加德罗常数)；

②；③ a；

（2）CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g) △H ＝－1160 kJ·mo-1；

（3）2NO + ClO2 + H2O = NO2 + HNO3 + HCl；67.5；

【解析】

试题分析：（1）根据化合价升高的数值=化合价降低数值=转移电子数，化合价升高情况：2NH3～6e-～N2，所以当有1mol N2(g)生成，该反应的电子转移的量是6mol，总数是6NA 或6×6.02×1023，故答案为：6NA 或6×6.02×1023；

②反应的平衡表达式等于生成物浓度幂之积比上反应物浓度幂之积，所以K = ，故答案为：；

③化学反应是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O是气体计量数增大的反应，提高NOx的转化率，平衡正向移动。a、增大NH3的浓度，反应速率加快，平衡正向移动，故正确；   b、增大N2的浓度，平衡逆向，NOx的转化率减小，故错误；  c、增大压强，平衡逆向移动，故错误；    d、选择合适的催化剂，平衡不移动，故错误；故选a；

（2）根据盖斯定律，将已知热化学方程式②×2-①可得：CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160 kJ•mol-1，故答案为：CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160 kJ•mol-1；

（3）根据信息知道一氧化氮和二氧化氯之间反应生成产物是硝酸、盐酸以及二氧化氮，反应方程式为：2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl，根据物质的性质及化合价变化可知：2NO～5e-～NO2+HNO3，ClO2～5e-～HCl，所以有2NO2～ClO2．根据物质的性质及化合价变化可知：2NO2～8e-～N2，Na2SO3～2e-～Na2SO4，所以有2NO2～4 Na2SO3．根据关系式有：2ClO2～2NO2～N2，n(ClO2)=2n(NO2)=1 mol，m(ClO2)=67.5g，故答案为：2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl；67.5

考点：考查了氧化还原反应；用盖斯定律进行有关反应热的计算；化学平衡的影响因素的相关知识。