Question

化学计算题（求详细过程）

某工业尾气中含有NO和NO2（通常表示为NOx），处理尾气常用以下方法。
方法一：氨气还原法：NH3+ NOx→N2 + H2O （ 未配平），
方法二：用碱液吸收：2NO2 + 2NaOH→ NaNO2 + NaNO3 + H2O；
NO + NO2 + 2NaOH→ 2NaNO2 + H2O。
（1）方法二中若使NOx完全被吸收。则n(NO2) ________n(NO)（填“≤”、“＝”、“ ≥”）；
NOx中n(NO2)/n(NO)= ____ (用含“x”的代数式表示）；
（2）若用方法一消除NOx，当 x =1.75时，则应通入的氨气与NOx的体积比（同
温同压下）V(NH3)/V(NOx) ≥________；
（3）若气体中除含NOx（NO和NO2）外，还含有体积分数为y 的N2O4，用方法
二处理1mol这种气体，气体完全被吸收。计算：
① 若y =0.2，求生成NaNO3和NaNO2的质量；
② 满足气体完全被吸收的 y 和 x 的关系式。

Answer 1

第①小问
1、1mol混合气体中有N2O4气体0.2mol，也就是说有0.4mol的NO2（N2O4=可逆=2NO2），NO与NO2的混合气体的物质的量为1-0.2=0.8mol；
2、符合：总的V(NO2)>总的V(NO)
3、设NO有amol，NO2有bmol
a+b=1-0.2=0.8
(a+2b)/(a+b)=x
解得
a=1.6-0.8x
b=0.8x-0.8
4、根据方程式：NO + NO2 + 2NaOH→ 2NaNO2 + H2O，带入NO的物质的量(a)，计算求出NaNO2的物质的量=3.2-1.6x
此时剩余NO2的物质的量=0.4+b-a=0.4+0.8x-0.8-(1.6-0.8x)=1.6x-2
根据方程式：2NO2 + 2NaOH→ NaNO2 + NaNO3 + H2O，带入NO2剩余的物质的量，计算求出NaNO2的物质的量=NaNO3的物质的量=0.8x-1
答案①NaNO2的质量=69*(3.2-1.6x+0.8x-1)=69(2.2-0.8x) g
NaNO3的质量=85*(0.8x-1) g

第②小问（与①的解题过程类似）
设NO有amol，NO2有bmol
a+b=1-y
(a+2b)/(a+b)=x
解得
a=2(1-y)-(1-y)x
b=(1-y)x-(1-y)
所以
NO总的物质的量=2(1-y)-(1-y)x
NO2总的物质的量=y*2+b=2y+(1-y)x-(1-y)
∵NO总的物质的量<NO2总的物质的量
∴2(1-y)-(1-y)x<2y+(1-y)x-(1-y)
3-2x≤(5-2x)y
∵1＜x＜2
∴5-2x>0
∴y≥(2x-3)/(2x-5)

Answer 2

方法一：2xNH3 + 3NOx = (x+3/2)N2 + 3xH2O
方法二：2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O；NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O
（1）方法二中若使NOx完全被吸收。则n(NO2) ≥ n(NO)（填“≤”、“＝”、“ ≥”）；
NOx中n(NO2)/n(NO) = (x-1)/(2-x)(用含“x”的代数式表示）；
解释：从方程式可以看出，NO2单独存在可以被NaOH吸收，而NO必须与NO2按物质的量之比为1:1才能被NaOH吸收，所以n(NO2)>n(NO)。设NO为amol，NO2为bmol，则 (a+2b)/(a+b) = x，可知 a/b = (x-1)/(2-x)。
（2）若用方法一消除NOx，当 x =1.75 时，则应通入的氨气与NOx的体积比（同
温同压下）V(NH3)/V(NOx) ≥ 7/6；
解释：配平后，方法一反应为：2xNH3 + 3NOx = (x+3/2)N2 + 3xH2O，当 x = 1.75 时，2x/3 = 7/6。
（3）若气体中除含 NOx（NO和NO2）外，还含有体积分数为 y 的N2O4，用方法
二处理1mol 这种气体，气体完全被吸收。计算：
① 若y =0.2，求生成 NaNO3 和 NaNO2 的质量；
解：1mol混合气中含ymolN2O4（因2NO2 = N2O4，N2O4是NO2的双聚分子），相当于2ymolNO2，剩余气体按照n(NO2)/n(NO) = (x-1)/(2-x)可知NO2为(1-y)(x-1)mol，NO为(1-y)(2-x)mol，即混合气中共含有NO2为(x-xy+3y-1)mol，含NO为(xy-x-2y+2)mol。根据NO + NO2 + 2NaOH = 2NaNO2 + H2O，可知(xy-x-2y+2)molNO需消耗(xy-x-2y+2)molNO2，并生成2(xy-x-2y+2)molNaNO2，剩余的(x-xy+3y-1)mol - (xy-x-2y+2)mol = (2x-2xy-5y-3)mol NO2 发生 2NO2 + 2NaOH = NaNO2 + NaNO3 + H2O，生成 (x-xy-2.5y-1.5)mol NaNO3 和 (x-xy-2.5y-1.5)mol NaNO2，所以共生成NaNO3为 (x-xy-2.5y-1.5)mol，共生成NaNO2为 (xy-x-6.5y+2.5)mol。
② 满足气体完全被吸收的 y 和 x 的关系式。
解：要气体完全吸收，n(NO2) ≥ n(NO)，即(x-xy+3y-1) ≥ (xy-x-2y+2)，可知2x-2xy+5y≥3.

Answer 3

≥
(x-1)/(2-x)
7：6
NaNO2物质的量为0.6~1mol
NaNO3物质的量为0.2~0.6mol
2x+2xy-3y≥3

Answer 4

题目呢？

Answer 5

问题在哪？