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和NSR技术可有效降低柴油发动机在空气过量条件下的NO_x排放。

（1）SCR（选择性催化还原）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（NO_x储存还原）工作原理：

NO_x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的相互转化实验NO_x的储存和还原。储存NO_x的物质是_________。

②用H₂模拟尾气中还原性气体研究了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

【参考答案】（1）①CO(NH₂)₂+H₂O2NH₃↑+CO₂↑

②8NH₃+6NO₂7N₂+12H₂O

③2SO₂+O₂+4NH₃+2H₂O==2(NH₄)₂SO₄

④

（2）①BaO

②8∶1

③4¹⁵NO+4NH₃+3O₂4¹⁵NNO+6H₂O

④吸收NH₃的硫酸的物质的量为v₁×10^-3L× c₁ mol·L⁻¹ -v₂ ×10^-3L×c₂ mol·L⁻¹ ×=（v₁c₁-v₂c₂）×10^-3mol，尿素的物质的量为（v₁c₁-v₂c₂）×10^-3mol，则尿素溶液中溶质的质量分数是[（v₁c₁-v₂c₂）×10^-3mol×60g/mol]÷a g×100%=；

（2）①由图示可知BaO和NO_x作用生成Ba(NO₃)₂，Ba(NO₃)₂再还原为N₂，则储存NO_x的物质是BaO；

②由图示可知，第一步反应为H₂与Ba(NO₃)₂作用生成NH₃，每摩Ba(NO₃)₂作用生成NH₃共转移16mol电子，根据电子守恒，参加反应的氢气的物质的量为16mol÷2=8mol，则消耗的H₂与Ba(NO₃)₂的物质的量之比是8:1；

③反应物有¹⁵NO与NH₃，结合产物中有水，可知还有另一反应物O₂，且NH₃是还原剂，¹⁵NO与O₂是氧化剂，因产物均为¹⁵NNO，则¹⁵NO与NH₃以1:1参加反应，结合电子守恒和原子守恒可得此反应的化学方程式4¹⁵NO+4NH₃+3O₂4¹⁵NNO+6H₂O。