SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。（1）SCR（选择*催化还原）工作原理：①...

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SCR和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NOx排放。

（1）SCR（选择*催化还原）工作原理：

① 尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，该反应的化学方程式：____________。

② 反应器中NH3还原CO2的化学方程式：____________。

③ 当燃油中含硫量较高时，尾气中SO2在O2作用下会形成(NH4)2SO4，使催化剂中毒。用化学方程式表示(NH4)2SO4的形成：________。

④ 尿素溶液浓度影响NO2的转化，测定溶液中尿素（M=60 mg·L−1）含量的方法如下：取a g尿素溶液，将所含氮完全转化为NH3，所得NH3用过量的v1 mL c1 mol·L−1 H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2 mL c2 mol·L−1 NaOH溶液恰好中和，则尿素溶液中溶质的质量分数是_________。

（2）NSR（NOx储存还原）工作原理：NOx的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。

①通过BaO和Ba(NO3)2的相互转化实现NOx的储存和还原。储存NOx的物质是_________。

② 用H2模拟尾气中还原*气体研究了Ba(NO3)2的催化还原过程，该过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应消耗的H2与Ba(NO3)2的物质的量之比是__________。

③ 还原过程中，有时会产生笑气（N2O）。用同位素示踪法研究发现笑气的产生与NO有关。在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO。将该反应的化学方程式补充完整：__________________15NNO+___________H2O

【回答】

CO(NH2)2+H2O2NH3↑+CO2↑ 8NH3+6NO27N2+12H2O 2SO2+O2+4NH3+2H2O＝2(NH4)2SO4 BaO 8∶1 415NO+4NH3+3O2 4 6

【分析】

（1）①尿素[CO（NH2）2]水溶液热分解为NH3和CO2，结合原子守恒配平书写化学方程式；

②反应器中NH3还原NO2生成氮气和水，根据电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式；③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成（NH4）2SO4，此反应中SO2是还原剂，氧气是氧化剂，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式；④涉及反应为2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4，2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O，由方程式可知n（NaOH）+n（NH3）=2n（H2SO4），以此计算；（2）①由图a可知储存NOx的物质是BaO；②第一步反应中H2被氧化生成水，化合价由0价升高到+1价，Ba（NO3）2的N元素化合价由+5价降低到-3价，生成氨气，结合得失电子数目相等计算；③在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO，由N元素守恒可知15NO与NH3应为1：1，结合电子得失相等配平。

【详解】

（1）①尿素[CO（NH2）2]水溶液热分解为NH3和CO2，反应物为尿素和水，反应生成物为氨气和水，原子守恒书写化学方程式为：CO（NH2）2+H2O 2NH3↑+CO2↑；②NH3在催化剂作用下还原NO2生成氮气和水，反应的化学方程式为8NH3+6NO2 7N2+12H2O；③SO2在O2作用下与NH3、H2O反应形成（NH4）2SO4，此反应中SO2是还原剂，氧气是氧化剂，反应的化学方程式为2SO2+O2+4NH3+2H2O═2（NH4）2SO4；④涉及反应为2NH3+H2SO4=（NH4）2SO4，2NaOH+H2SO4=Na2SO4+H2O，反应中n（H2SO4）=v1×c1×10-3mol，n（NaOH）=v2×c2×10-3mol，由方程式可知n（NaOH）+n（NH3）=2n（H2SO4），则n（NH3）=（2v1×c1×10-3-v2×c2×10-3）mol，则m（CO（NH2）2）=×（2v1×c1×10-3-v2×c2×10-3）mol×60g/mol=（0.06v1c1-0.03v2c2 ）g，尿素溶液中溶质的质量分数是×100=；（2）①由图示可知BaO和NOx反应生成Ba（NO3）2，Ba（NO3）2再还原为N2，则储存NOx的物质为BaO；②第一步反应中H2被氧化生成水，化合价由0价升高到+1价，Ba（NO3）2的N元素化合价由+5价降低到-3价，生成氨气，则1molBa（NO3）2生成氨气转移16mol电子，参加反应的*气的物质的量为mol =8mol，则消耗的H2与Ba（NO3）2的物质的量之比是8：1；③在有氧条件下15NO与NH3以一定比例反应时，得到的笑气几乎都是15NNO，由N元素守恒可知15NO与NH3应为1：1，可知反应的化学方程式为415NO+4NH3+3O2 415NNO+6H2O。