备考2025届高考化学一轮复习强化训练第四章非金属及其化合物第6讲氮及其氧化物氢化物和铵盐热力学动力学视角-氮氧化物污染气体的处理

素养：热力学、动力学视角——氮氧化物污染气体的处理命题特点：氮氧化物污染气体处理中涉及的氧化还原、电化学、热力学、动力学等反应原理。价态观→供应的还原剂或生成的产物；催化观→重视温度、pH和催化剂四大性质（选择性、活性、中毒和专一性）的影响；速率观→动力学产物；平衡观→热力学产物。人为活动排放的氮氧化物主要来自机动车尾气排放、化石燃料燃烧、硝酸生产加工、金属冶炼等，排放的氮氧化物超过环境自净承受实力，对环境的损害极大。氮氧化物是形成酸雨、光化学烟雾、消耗臭氧的主要物质之一。接受新方法将氮氧化物转化为氮气是消退氮氧化物污染的主要措施。1.[2024河北邯郸模拟]汽车尾气的治理是减轻空气污染的有效途径。科学家探讨发觉含TiO2的混凝土或沥青可以适度消退汽车尾气中的氮氧化物，其原理如下。下列关于“消退”过程的叙述错误的是（D）A.部分光能转变为化学能B.消退总反应为：4NOx＋（5－2x）O2＋2H2O光TiC.运用纳米TiO2，产生的光生电子和空穴更多，NOx消退效率更高D.1molO2－比1mol·OH多9NA个电子（N解析由图可知，在TiO2的催化作用下，紫外线供应能量，发生反应4NOx＋（5－2x）O2＋2H2O光TiO24HNO3，即有部分光能转化为化学能，故A正确；依据流程分析可知，消退总反应为4NOx＋（5－2x）O2＋2H2O光TiO24HNO3，故B正确；纳米TiO2与紫外线接触面积更大，将产生更多的光生电子和空穴，从而消退更多的NOx，故C正确；1molO2－含有17mol电子，1mol·OH含有9mol电子，即1mol2.[2024河南洛阳模拟]工业上利用NH3对烟道气进行脱硝的SCR技术具有效率高、性能牢靠的优势。SCR技术的原理为NH3和NO在催化剂（MnO2）表面转化为N2和H2O，反应进程中相关物质的相对能量变更如图所示。下列说法正确的是（A）A.总反应为6NO＋4NH3MnO25N2＋6HB.NH2NO是脱硝反应的催化剂C.上升温度，脱硝反应的正反应速率的增大程度大于其逆反应速率的增大程度D.确定总反应速率的步骤是“NH2NO的转化”解析由“SCR技术的原理为NH3和NO在催化剂（MnO2）表面转化为N2和H2O”，可知总反应的化学方程式为6NO＋4NH3MnO25N2＋6H2O，A正确；NH3吸附在催化剂表面后，经过反应形成了NH2NO，NH2NO又经过反应得到N2和H2O，所以NH2NO是脱硝反应的中间产物，B错误；由题图知生成物的总相对能量比反应物的总相对能量小，该反应为放热反应，ΔH＜0，对于放热反应，上升温度，平衡逆向移动，所以上升温度脱硝反应的正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度，C错误；由题图知，整个反应进程中“H的移除”过程的能垒最大，其速率是全过程几个反应中最小的，确定了总反应的速率，3.[江苏高考]N2O、NO和NO2等氮氧化物是空气污染物，含有氮氧化物的尾气需处理后才能排放。（1）N2O的处理。N2O是硝酸生产中氨催化氧化的副产物，用特种催化剂能使N2O分解。NH3与O2在加热和催化剂作用下生成N2O的化学方程式为2NH3＋2O2催化剂△N2O＋3H2O（2）NO和NO2的处理。已除去N2O的硝酸尾气可用NaOH溶液吸取，主要反应为NO＋NO2＋2OH－2NO2－＋H22NO2＋2OH－NO2－＋NO3－＋①下列措施能提高尾气中NO和NO2去除率的有BC（填字母）。A.加快通入尾气的速率B.接受气、液逆流的方式吸取尾气C.吸取尾气过程中定期补加适量NaOH溶液②吸取后的溶液经浓缩、结晶、过滤，得到NaNO2晶体，该晶体中的主要杂质是NaNO3（填化学式）；吸取后排放的尾气中含量较高的氮氧化物是NO（填化学式）。（3）NO的氧化吸取。用NaClO溶液吸取硝酸尾气，可提高尾气中NO的去除率。其他条件相同，NO转化为NO3－的转化率随NaClO溶液初始pH（用稀盐酸调整）的①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl－和NO3－，其离子方程式为3HClO＋2NO＋H2O3Cl－＋2NO3－＋5H②NaClO溶液的初始pH越小，NO转化率越高。其缘由是溶液pH越小，溶液中HClO的浓度越大，氧化NO的实力越强。解析（1）NH3被O2氧化生成N2O，N元素从－3价升至＋1价，1molNH3失去4mole－，O元素从0价降至－2价，1molO2得到4mole－，依据N和O元素得失电子守恒及原子守恒配平方程式。（2）①A项，通入尾气速率过快时，尾气吸取不充分，错误；B项，接受气、液逆流的方式吸取尾气时，尾气吸取会更充分，正确；C项，补充NaOH溶液，c（OH－）增大，能更充分吸取尾气，正确。②NO2与NaOH反应可生成NaNO2、NaNO3和水，所以NaNO2晶体中会混有NaNO3杂质。由吸取尾气的主要反应可知，NO2吸取更充分，故吸取后排放的尾气中NO的