Question

研究烟气的脱硫（除SO₂）和脱硝（除NO_x）具有重要意义，请回答下列问题．
（1）烟气脱硫、脱硝的环境意义是

防止酸雨、光化学烟雾的发生

；
（2）新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中SO₂，再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应，得到一种复合肥（含有两种或以上营养元素），该复合肥料可能的化学式

NH₄H₂PO₄或（NH₄）₂HPO₄ 或（NH₄）₃PO₄

（只写一种）；
（3）火力发电厂的燃煤排烟中含大量的氮氧化物（NO_x），可利用甲烷和NO_x在一定条件下反应消除其污染，写出CH₄与NO₂反应的化学方程式

2NO₂+CH₄═N₂+CO₂+2H₂O；

；
（4）脱硝反应2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）=2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0，在低温恒容的密闭容器中进行并达平衡，下列说法正确的是

A

；（填序号）
A．降低温度平衡常数变大
B．充入NH₃，NO和NO₂转化率变大，平衡常数变大
C．使用催化剂，达平衡的时问缩短，△H变小
D．充入惰性气体，压强变大，平衡向左移动
（5）使用催化技术利用反应2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g），根据传感器在某温度下测得的数据绘制如图．
①前1S内的平均反应速率v（CO₂）=

5.4×10^-3mol/（L?s）

．②该温度下的平衡常数K=

5×10³（mol/L） ^-1

；
（6）目前科学家正研究以乙烯作为还原剂的脱硝（NO）原理，其脱硝机理及脱硝率与温度、负载率（分子筛中催化剂的质量分数）的关系如图：为达脱硝最佳效果，你认为应选用的条件是

350℃、负载率3%

．

Answer 1

分析：（1）SO₂和氮的氧化物（NO_x）是引起酸雨的主要物质，氮的氧化物（NO_x）也是引起光化学烟雾主要物质；
（2）氨水吸收燃煤烟气中SO₂，生成（NH₄）₂SO₃ 和NH₄HSO₃，（NH₄）₂SO₃ 和NH₄HSO₃与磷酸反应生成NH₄H₂PO₄ 或（NH₄）₂HPO₄ 或（NH₄）₃PO₄；
（3）甲烷和NO_x在一定条件下反应消除其污染，生成N₂和CO₂；
（4）A．降低温度，平衡向放热方向移动，正反应放热，即向正反应方向移动，平衡常数变大；
B．充入NH₃，平衡向正反应方向移动，其它反应物NO和NO₂转化率变大，平衡常数不变；
C．使用催化剂，改变反应历程，加快反应达平衡的时问缩短，△H不变；
D．恒容下，充入惰性气体，容器内总压强变大，反应混合物的浓度不变，平衡不移动；
（5）①利用v=

△c

△t

计算v（CO），根据速率之比等于化学计量数之比求v（CO₂）；
②平衡常数等于生成物浓度系数次幂的积与反应物浓度系数次幂的积之比；
（6）脱硝率高，负载率低，适宜的温度．

解答：解：（1）SO₂和氮的氧化物（NO_x）是引起酸雨的主要物质，所以烟气脱硫、脱硝的环境意义是防止酸雨、光化学烟雾的发生，故答案为：防止酸雨、光化学烟雾的发生；
（2）氨水呈碱性，二氧化硫是酸性氧化物，所以氨水吸收燃煤烟气中SO₂，生成（NH₄）₂SO₃ 和NH₄HSO₃，（NH₄）₂SO₃ 和NH₄HSO₃与磷酸反应生成NH₄H₂PO₄ 或
（NH₄）₂HPO₄ 或（NH₄）₃PO₄，故答案为：NH₄H₂PO₄、（NH₄）₂HPO₄、（NH₄）₃PO₄；
（3）甲烷和NO_x在一定条件下反应消除其污染，生成无毒物质N₂和CO₂、水，反应方程式为2NO₂+CH₄═N₂+CO₂+2H₂O，
故答案为：2NO₂+CH₄═N₂+CO₂+2H₂O；      
（4）A．降低温度，平衡向放热方向移动，正反应放热，即向正反应方向移动，平衡常数变大，故A正确；
B．充入NH₃，平衡向正反应方向移动，其它反应物NO和NO₂转化率变大，平衡常数不变，故B错误；
C．使用催化剂，改变反应历程，加快反应达平衡的时问缩短，△H不变，故C错误；
D．恒容下，充入惰性气体，容器内总压强变大，反应混合物的浓度不变，平衡不移动，故D错误；
故答案为：A； 
（5）一氧化氮的反应速率为v（CO）=

△c

△t

=

(36-30.6)×10-4mol/L

1s

=5.4×10^-3mol/L．s，同一化学反应同一时间段内，各物质的反应速率之比等于计量数之比，
所以v（CO₂）=v（CO）=5.4×10^-3mol/L．s；
根据三段式解答，2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g），
起始浓度（mol/L） 10×10^-4 36×10^-4  0       0
变化浓度（mol/L） 9×10^-4  9×10^-4  4.5×10^-4 9×10^-4
平衡浓度（mol/L）1×10^-4    27×10^-4 4.5×10^-4 9×10^-4
 所以K=

(4.5×10-4)×(9×10-4)2

(1×10-4)2×(27×10-4)2

=5×10³（mol/L） ^-1
故答案为：5.4×10^-3mol/L．s；5×10³（mol/L） ^-1；
（6）满足脱硝率高，负载率低，适宜的温度，由图可知，适合条件为350℃、负载率3%．
故答案为：350℃、负载率3%．

点评：本题以烟气的脱硫和脱硝为载体，考查环境保护、方程式书写、化学平衡、化学反应速率等，题目难度中等，本题注意把握数据处理能力和图象分析能力．