Question

【题目】烟气（主要污染物SO2、NOx）经O3预处理后用碱液吸收，可减少烟气中SO2、NOx的含量。常温下，O3是一种有特殊臭味、稳定性较差的淡蓝色气体。O3氧化烟气中NOx时主要反应的热化学方程式为：

2NO(g) +O2(g)＝2NO2(g)　 H1= a kJ·mol－1

NO(g) +O3(g)＝NO2(g) +O2(g)　 H2= b kJ·mol－1

4NO2(g) +O2(g) ＝2N2O5(g)　 H3= c kJ·mol－1

（1）反应6NO2 (g) +O3(g)＝3N2O5(g) H＝____kJ·mol－1。

（2）O3氧化NO的氧化率随温度变化情况如图-1。随着温度升高NO的氧化率下降的原因可能是____。NO也可被O3氧化为 NO2、NO3，用NaOH溶液吸收若只生成一种盐，该盐的化学式为____。

（3）一定条件下，向NOx/O3混合物中加入一定浓度的SO2气体，进行同时脱硫脱硝实验。实验结果如图-2。同时脱硫脱硝时NO的氧化率略低的原因是____；由图可知SO2对 NO的氧化率影响很小，下列选项中能解释该结果的是____（填序号）。

a．O3氧化SO2反应的活化能较大

b．O3与NO反应速率比O3与SO2反应速率快

c．等物质的量的O3与NO反应放出的热量比与SO2反应的多

（4）尿素［CO(NH2)2］在高温条件下与NO反应转化成三种无毒气体，该反应的化学方程式为____。也可将该反应设计成碱性燃料电池除去烟气中的氮氧化物，该燃料电池负极的电极反应式是____。

Answer 1

【答案】 O3在较高温度下易分解 NaNO3 SO2的氧化消耗了少量O3，减小了O3的浓度 a b 2CO(NH2)2+ 6NO5N2+2CO2+4H2O CO(NH2)2 － 6e- + 8OH－ = CO32-+ N2↑+ 6H2O

【解析】

根据盖斯定律可将热化学方程式进行加减运算。解释实验结果，必须先清楚实验现象（图象数据关系），再用化学原理分析可能原因。

(1)将三个已知热化学方程式自上而下编号为①②③，(1)中所求热化学方程式编号为④。消去无关物质，保留有关物质，得④＝③×+②－①×，得ΔH＝ΔH3×+ΔH2－ΔH1×＝ 。

(2)O3氧化NO的反应为NO +O3＝NO2 +O2 。温度升高，O3分解为O2，使NO的氧化率下降。 NO2、NO3组成的混合物相当于N2O5（物质的量之比1:1时），N2O5是酸性氧化物，用NaOH溶液吸收时生成盐的化学式为NaNO3。

(3)图－2表明相同条件下，有SO2时NO的氧化率略低于无SO2时NO的氧化率。可能是共存的SO2消耗了少量O3，使与NO反应的O3略有减少。

脱硝反应为NO +O3＝NO2 +O2，脱硫反应为SO2 +O3＝SO3 +O2。图－2表明相同条件下，脱硝反应中NO氧化率较高，脱硫反应中SO2氧化率很低。可能是脱硝反应活化能小、反应快，脱硫反应活化能大、反应慢。能解释该结果的是a b 。

(4)由反应物的组成元素，可判断生成的三种无毒气体是N2、CO2、H2O，进而写出化学方程式 2CO(NH2)2+ 6NO5N2+2CO2+4H2O。该反应设计成碱性燃料电池时，负极CO(NH2)2失电子，负极反应为CO(NH2)2 － 6e- + 8OH－ = CO32- + N2↑ + 6H2O；正极NO得电子，正极反应为2NO+4e-+ 2H2O＝N2↑ + 4OH－。