Question

2．用NH₃催化還原NO_X也可以消除氮氧化物的污染．如圖，采用NH₃作還原劑，煙氣以一定的流速通過兩種不同催化劑，測量逸出氣體中氮氧化物含量，從而確定煙氣脫氮率（注：脫氮率即氮氧化物轉(zhuǎn)化率），反應(yīng)原理為：
NO（g）+NO₂（g）+2NH₃（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）．
①該反應(yīng)的△S＞0，△H＜0（填“＞”、“=”或“＜”）．
②以下說法正確的是C．
A．第②種催化劑比第①種催化劑脫氮率高
B．相同條件下，改變壓強(qiáng)對脫氮率沒有影響
C．催化劑①、②分別適合于250℃和450℃左右脫氮
③已知：2NO₂+2NaOH═NaNO₃+NaNO₂+H₂O      NO+NO₂+2NaOH═2NaNO₂+H₂O標(biāo)況下V升NO和NO₂的混合氣體通100mLNaOH溶液恰好完全反應(yīng)，則NO和NO₂的體積比是$\frac{V（NO）}{V（N{O}_{2}）}$≤1：1，NaOH的物質(zhì)的量濃度為$\frac{V}{2.24}$mol/L（用含V的數(shù)學(xué)表達(dá)式表示，反應(yīng)后的溶液呈堿性（填“酸”、“堿”或“中”）

Answer 1

分析 ①熵是用描述混亂程度的，△S就是混亂程度的變化，根據(jù)反應(yīng)前后氣體體積不會判斷熵變；脫氮率即氮氧化物轉(zhuǎn)化率，①和②中升高溫度氮氧化物的轉(zhuǎn)化率減小，說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng)；
②A、催化劑只影響反應(yīng)速率，不會改變轉(zhuǎn)化率；
B、根據(jù)反應(yīng)原理可知，正反應(yīng)是體積增大的反應(yīng)，壓強(qiáng)影響脫氮率；
C、根據(jù)圖象數(shù)據(jù)可知，催化劑①、②發(fā)揮增大催化效果的溫度分別為250℃和450℃；
③由方程式2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O和NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O可知，NO單獨(dú)不能被吸收，NO₂單獨(dú)能被吸收，NO和NO₂按1：1混合能被NaOH溶液被完全吸收，據(jù)此判斷．

解答 解：①反應(yīng)前氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)為4，反應(yīng)后計(jì)量數(shù)之和為5，正反應(yīng)是混亂度增加的反應(yīng)，所以△S＞0；根據(jù)①、②圖象可知，達(dá)到平衡后升高溫度后，氮氧化物的轉(zhuǎn)化率減小，說明升高溫度平衡向著逆向移動，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)，△H＜0，
故答案為：＞；＜；  
②A．催化劑不會影響轉(zhuǎn)化率，只影響反應(yīng)速率，所以第②種催化劑和第①種催化劑對轉(zhuǎn)化率沒有影響，故A錯(cuò)誤；
B．該反應(yīng)為體積增大的反應(yīng)，增大壓強(qiáng)，平衡向著逆向移動，所以壓強(qiáng)對脫氮率有影響，故B錯(cuò)誤；
C．由圖象可知，催化劑①、②分別適合于250℃和450℃左右脫氮，其催化活性最好，故C正確；
故選C；
③由方程式2NO₂+2NaOH=NaNO₂+NaNO₃+H₂O和NO+NO₂+2NaOH=2NaNO₂+H₂O可知，NO單獨(dú)不能被吸收，NO₂單獨(dú)能被吸收，而NO和NO₂按1：1混合能被NaOH溶液被完全吸收，故滿足n（NO）：n（NO₂）≤1，NO、NO₂的混合氣體可以被完全吸收，化學(xué)方程式可知，氮元素和鈉元素守恒可知n（Na）=n（N），則100mLNaOH溶液中氫氧化鈉溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度=$\frac{\frac{VL}{22.4L/mol}}{0.1L}$=$\frac{V}{2.24}$mol/L，生成的溶液中亞硝酸鈉是強(qiáng)堿弱酸鹽溶液中亞硝酸根離子水解溶液顯堿性，
故答案為：≤1，$\frac{V}{2.24}$mol/L，堿；

點(diǎn)評 本題考查了化學(xué)平衡影響因素分析，反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)，化學(xué)方程式定量計(jì)算和元素守恒等知識，掌握平衡移動原理是關(guān)鍵，題目難度中等．