Question

研究NO_x、CO等大气污染物的测量及处理具有重要意义。

（1）在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NO_x的排放。NO_x在催化转化器中被CO还原成N₂排除。写出NO被CO还原的化学方程式：________________。

（2）选择性催化还原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术，即在金属催化剂作用下，用还原剂(如NH₃)选择性地与NO_x反应生成N₂和H₂O。

①已知：4NH₃(g)+5O₂(g)4NO(g)+6H₂O(g)△H=-905.5kJ•mol^-1

N₂(g)+O₂(g)2NO(g)△H=+180kJ•mol^-1

完成该方法中主要反应的热化学方程式

4NH₃(g)+4NO(g)+O₂(g)4N₂(g)+6H₂O(g)△H=_________________。

②该方法应控制反应温度在315~400℃之间，反应温度过低会影响反应速率，但温度也不宜过高，原因是___________________。

③氨氮比[n(NH₃)／n(NO)]会直接影响该方法的脱硝率。350℃时，只改变氨气的投放量，反应物x的转化率与氨氮比的关系如右图所示，则X是________________ (填化学式)。当n(NH₃)／n(NO)＞1.0时，烟气中NO浓度反而增大，主要原因是________________ 。

（3）通过NO_x传感器可监测NO_x的含量，其工作原理示意图如下：

①Pt电极上发生的是______________反应（填“氧化”或“还原”）。

②写出NiO电极的电极反应式：___________________________________。

Answer

（1）NO+CON2+CO2（2）①-1265.5kJ/mol

②温度过低，反应速率小，温度过高，使脱硝的主要反应的平衡向逆方向移动，脱硝率降低；

③NH3 过量氨气与氧气反应生成NO

（3）①还原反应 ②NO＋O2－－2e－=NO2

【解析】

试题分析：（1）根据题意，NO被CO还原成N2，反应的化学方程式为NO+CON2+CO2。

（2）①已知：4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.5kJ•mol-1①、N2(g)+O2(g)2NO(g) △H=+180kJ•mol-1②，根据盖斯定律①-②×2可得4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H=（-905.5kJ•mol-1）-（+180kJ•mol-1）×2=-1265.5kJ/mol；

②该方法应控制反应温度在315～400℃之间，反应温度不宜过低也不宜过高，温度越高反应速率越快，温度过低，反应速率小，温度过高，使脱硝的主要反应的平衡向逆方向移动，脱硝率降低。

③氨氮比[n(NH3)／n(NO)]越大，则氨气的物质的量越大，氨气的转化率越小，由图可知，随着氨气的浓度的增大，X的转化率减小，所以X为NH3；当[n(NH3)／n(NO)]＞1.0时，氨气与氧气反应生成NO，所以烟气中NO浓度增大。

（3）由图示可知，该原电池反应为2NO＋O2=2NO2，NO为还原剂，O2为氧化剂，O2在Pt电极得电子发生还原反应，电极反应为O2＋4e－=2O2－。NO在NiO电极上失电子发生氧化反应，电极反应为NO＋O2－－2e－=NO2。

考点：考查化学方程式的书写，反应热的计算，原电池工作原理的应用等知识。