题目内容

【题目】氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。

(1) CO2NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:

2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol1

NH2CO2NH4(s)=CO (NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol1

2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol1

a____

(2) 尿素可用于湿法烟气脱氮工艺,其反应原理为:NO+NO2+H2O=2HNO2;2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。

当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)V(NO2)=51时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)V(NO)=____(空气中氧气的体积含量大约为20%)。

如图表示尿素含量对脱氮效率的影响,从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为____%。

(3)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3HNO2(弱酸)的混合溶液,电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式:____

(4)利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为90s的情况下,测得不同条件下NO的脱氮率如图所示。

由图知,当废气中的NO含量增加时,宜选用____法提高脱氮的效率。

图Ⅱ中,循环吸收液加入Fe2+、Mn2+,提高了脱氮的效率,其可能原因为____

(5)研究表明:NaClO/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。图所示为复合吸收剂组成一定时,温度对脱硫脱硝的影响。温度高于60℃后,NO去除率下降的原因为____

【答案】+72.49 1:1 5(±0.2) HNO22e+H2O=3H++NO3 好氧硝化 Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用 温度升高H2O2分解速率加快

【解析】

(1)根据所给反应,依据盖斯定律可求a;

(2)根据方程式,可以看出,当烟气中NO、NO211是效率最佳,分析计算当VNO):VNO2=5:1时,通入的空气将NONO2的体积比变为1:1,从而确定空气和NO的体积比;由图中的曲线变化分析,随尿素浓度变化,脱氮效率的变化,可得结论;

(3)依据电解原理,阳极发生失去电子的氧化反应,在阳极亚硝酸失电子生成硝酸;

(4)观察图中曲线的变化情况,即可得出结论;

(5)NaClO/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝,但其中的H2O2,温度升高分解速率加快,NO去除率下降;

(1)①

由盖斯定律可得②=③-①得:a=-86.98kJ/mol-(-159.47kJ/mol)=+72.49kJ/mol;

本题答案为:+72.49;

(2)①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳,即1:1,若烟气中V(NO):V(NO2)=5:1时,设通入空气中氧气体积为x;2NOO2=2NO2

2x x 2x 有=1:1

计算得到x=1,空气体积为5,所以同温同压下,V(空气)∶V(NO)=1:1;

②由图中的曲线可以看出,尿素浓度达到之前,脱氮效率随着尿素浓度的增加而增加;尿素浓度达到后,脱氮效率随着尿素浓度的增加变化很小;因此从经济因素上考虑,尿素浓度一般约为

本题答案为:1:1 ,

(3)依据电解原理,阳极发生失去电子的氧化反应,在阳极亚硝酸失电子生成硝酸,电极反应式为:HNO22e+H2O=3H++NO3

本题答案为:HNO22e+H2O=3H++NO3

(4)①图I可以看出,当废气中的NO含量增加时,好氧硝化法,脱氮率高,故应选好氧硝化法;

②从图Ⅱ不难看出,在同等条件下,循环吸收液加入Fe2+、Mn2+,提高了脱氮的效率,所以Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用;

本题答案为:好氧硝化,Fe2+Mn2+对该反应有催化作用;

(5)NaClO/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝,但其中的H2O2,温度升高分解速率增大,从图III可以看出,使NO去除率下降;

本题答案为:温度升高H2O2分解速率加快。

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