题目内容

【题目】采用科学技术减少氮氧化物等物质的排放可促进社会主义生态文明建设。

(1)CH4催化还原氮氧化物的相关热化学方程式如下:

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) H=-662 kJ/mol

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) H=-1248 kJ/mol

反应CH4(g)+2NO2(g)= N2(g) +CO2(g)+2H2O(l) H=________kJ/mol

(2)氮氧化物可用碱溶液吸收。NONO2混合气体按一定比例被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2H2O,写出该反应的化学方程式________;若反应过程中消耗NaOH的物质的量为3 mol,则理论上被吸收的NONO2混合气体的总体积在标准状况下为________L

(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图1所示:

①由图1可知SCR技术中的还原剂为________

②一定时间内,用Fe作催化剂,氨气按一定的比例催化还原氮氧化物时,不同温度下的脱氮率如图2所示,温度高于300℃时,脱氮率随温度的升高而下降的原因可能是________

(4)利用反应6NO2+8NH3=7N2+12H2O设计成原电池,既能减轻氮氧化物对环境的污染,又能充分利用化学能,装置如图3所示。

①电极B________极(填或者)。

A电极的电极反应式为________

【答案】-955 NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O 67.2 NH3 随着温度升高催化剂活性降低,所以脱氮率随温度的升高而下降。 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O

【解析】

(1)根据盖斯定律,将已知热化学方程式叠加,可得待求反应的热化学方程式;

(2)根据元素守恒、电子守恒书写反应方程式;根据NaOH的物质的量与反应消耗气体物质的量关系计算气体的物质的量,然后根据n=计算气体在标准状况下的体积;

(3)①根据还原剂失去电子,元素化合价升高分析判断;

②利用催化剂在一定温度下催化效率最高分析判断;

(4)根据在原电池反应中负极失去电子,发生氧化反应,正极上得到电子,发生还原反应分析解答。

(1)已知:①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) H=-662 kJ/mol

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) H=-1248 kJ/mol

根据盖斯定律,将(+)×,整理可得CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) H=-955 kJ/mol

(2)NONO2混合气体按一定比例被NaOH溶液完全吸收生成NaNO2H2O,则根据元素原子守恒、电子守恒,可得该反应的化学方程式为:NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O;由方程式可知:NaOH的物质的量与反应消耗气体的物质的量相等,若反应过程中消耗NaOH的物质的量为3 mol,则理论上被吸收的NONO2混合气体的物质的量也是3 mol,其在标准状况下的总体积V(NO+NO2)=3 mol×22.4 L/mol=67.2 L

(3)①根据图示可知NH3NONO2发生反应产生N2H2O,在反应中NH3N元素化合价为-3价,反应后变为N2中的0价,化合价升高,失去电子,被氧化,所以NH3为还原剂;

②一定时间内,用Fe作催化剂,氨气按一定的比例催化还原氮氧化物时,温度不同,反应脱氮率不同,催化剂只有在一定温度范围内催化效率最高,当温度高于300℃时,脱氮率随温度的升高而下降的原因可能是由于随着温度升高催化剂活性降低,导致脱氮率随温度的升高而下降;

(4)①根据图示可知:电极A上通入NH3,失去电子,发生氧化反应变为N2,所以A电极为负极;电极B上通入NO2,得到电子,发生还原反应变为N2,所以B电极为正极;

②电极A上通入NH3,失去电子,发生氧化反应变为N2,其中的+1价的H与溶液中OH-结合形成H2O,则A电极为负极,负极A的电极反应式为:2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O

练习册系列答案
相关题目

【题目】大气中NOxSO2等污染物的有效去除和资源的充分利用是当今社会的重要研究课题,目前采用的方法如下:

I.直接转化法:利用高效催化剂将汽车尾气直接转化为无毒物质。

已知:N2(g)O2(g)2NO(g)H1=+180kJ·mol1

(1)利用固体表面催化工艺将NO分解为N2O2而消除污染。

分别表示N2NOO2和固体催化剂,在固体催化剂表面分解NO的过程如图所示。从吸附到解吸的过程中,能量状态最低的是________________________(填字母序号)

(2)利用稀土等催化剂能将汽车尾气中的CONO直接转化成无毒物质N2CO2

①已知:C(s)CO(g)的燃烧热分别为393kJ·mol1283kJ·mol1,写出NO(g)CO(g)催化转化成N2(g)CO2(g)的热化学方程式________________________

②为研究上述反应,某学习小组在密闭容器中充入10molCO10molNO,发生上述①所写反应,实验测得平衡时NO的体积分数随温度、压强的关系如图。

a.某温度下的平衡状态D点,若同时采取缩小容器体积和降低温度,重新达到平衡状态时,可能到达图中AG点中的________________________点。

b.当压强为10MPa、温度为T时的平衡常数Kp________________________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数;保留3位有效数字)

II.催化还原法:利用还原剂在催化剂的作用下将氮氧化物转为无毒物质N2CO2

(3)用活性炭还原法可以处理汽车尾气中的氮氧化物。

某研究小组在2L的恒容密闭容器中加入一定量的NO和足量的固体活性炭,发生反应:C(s)2NO(g)N2(g)CO2(g)。在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量如表:

①该反应的正反应为________________________(填“吸热”或“放热”)反应。

350℃时,反应达到平衡后向恒容容器中再充入0.100molNO,再次达到平衡后,N2的体积分数应为________________________

A.0.5B.0.25C.介于0.250.5之间D.无法确定

III.电解法:利用电解的方法将氨氧化物转化为有用物质,从而达到资源的回收利用。

(4)如图所示的电解装置,可将雾霾中的NO2SO2转化为硫酸铵,从而实现废气的回收再利用,回答下列问题:

①阴极的电极反应式为________________________

②上图中A物质是________________________

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网