Question

大气污染越来越成为人们关注的问题，烟气中的NO_x必须脱除（即脱硝）后才能排放，脱硝的方法有多种。

完成下列填空：

Ⅰ直接脱硝

（1）NO在催化剂作用下分解为氮气和氧气。在10L密闭容器中，NO经直接脱硝反应时，其物质的量变化如图1所示。则0～5min内氧气的平均反应速率为___mol/（L•min）。

Ⅱ臭氧脱硝

（2）O₃氧化NO结合水洗可完全转化为HNO₃，此时O₃与NO的物质的量之比为___。

Ⅲ氨气脱硝

（3）实验室制取纯净的氨气，除了氯化铵外，还需要___、___（填写试剂名称）。不使用碳酸铵的原因是___（用化学方程式表示）。

（4）吸收氨气时，常使用防倒吸装置，图2装置不能达到此目的是___。

NH₃脱除烟气中NO的原理如图3：

（5）该脱硝原理中，NO最终转化为___（填化学式）和H₂O。当消耗1molNH₃和0.25molO₂时，除去的NO在标准状况下的体积为___L。

Answer

0.015 1：2 消（熟）石灰 碱石灰 （NH4）2CO32NH3↑+CO2↑+2H2O d N2 22.4L

【解析】

(1)由图象得到NO物质的量变化，计算得到氧气物质的量变化，结合化学反应速率概念计算V＝；

(2)O3氧化NO 结合水洗可完全转化为HNO3，反应的化学方程式为：O3+2NO+H2O＝2HNO3；

(3)实验室利用固体氯化铵和氢氧化钙加热反应生成，氨气是碱性气体，干燥需要碱性干燥剂，不使用碳酸铵的原因是碳酸铵加热生成氨气同时会生成二氧化碳气体；

(4)氨气极易溶于水，在水溶液中易发生倒吸，根据气体压强的知识进行分析；

(5)①由图3可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水；

②根据氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量计算。

(1)在10L密闭容器中，NO经直接脱硝反应时，其物质的量变化如图1所示，NO在5min内变化物质的量8.0mol﹣6.5mol＝1.5mol，NO在催化剂作用下分解为氮气和氧气，2NO＝O2+N2，生成氧气物质的量0.75mol，则0～5min内氧气的平均反应速率＝＝0.015mol/L•min；

(2)O3氧化NO 结合水洗可完全转化为HNO3，反应的化学方程式为：O3+2NO+H2O＝2HNO3，此时O3与NO的物质的量之比为1：2；

(3)实验室利用固体氯化铵和氢氧化钙加热反应生成，氨气是碱性气体，干燥需要碱性干燥剂，实验室制取纯净的氨气，除了氯化铵外，还需要消(熟)石灰、碱石灰，不使用碳酸铵的原因是碳酸铵加热生成氨气同时会生成二氧化碳气体，反应的化学方程式为：(NH4)2CO32NH3↑+CO2↑+2H2O；

(4)装置abc中都有一个容积较大的仪器，它们能够吸收较多的液体，从而不会使倒吸的液体进入前面的装置，可以防止倒吸，d中导气管插入到水中，氨气极易溶于水，易引起倒吸，不能防倒吸，应是四氯化碳在下层，水在上层，防止倒吸且能吸收氨气，故答案为：d；

(5)①由图3可知反应物为氧气、一氧化氮和氨气最终生成物为氮气和水，所以NO最终转化为N2和H2O；

②氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水，反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量，2mol NH3转化为N2失去6mol电子，0.25mol O2得到1mol电子，则NO转化为N2得到的电子为2mol，所以NO的物质的量为1mol，其体积为22.4L。