工廠的廢氣以及汽機車的排氣是空氣污染的主要來源,但廢氣中的氮與氧的化合物可藉由適量的氨氣及催化劑,將其還原成無毒的N2和H2O。今有NO與NO2的混合氣體(簡稱為NOx)3.0公升,若用與NOx同溫同壓的氨氣3.0公升,恰好可使該NOx完全反應變成N2與H2O。試問該混合氣體NOx中,NO與NO2的莫耳比為何?
A1:1正確答案
B1:2
C1:3
D3:1
答案與詳解
NO:NO2=1:1。設NO=NO2=1.5 mol(共3 mol)。NO還原反應:4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O,每mol NO耗1mol NH3;NO2還原反應:8NH3+6NO2→7N2+12H2O,每mol NO2耗4/3 mol NH3。當NO與NO2各1.5 mol時,NH3消耗=1.5×1+1.5×(2/3)... 由本題設定『NOx與NH3體積皆為3.0L,恰好完全反應』,反應的整體比例為NO:NO2:NH3=1:1:2,即NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O。1.5mol NO+1.5mol NO2恰耗3mol NH3,完全符合,故NO:NO2=1:1為唯一解。
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