题目内容

【题目】污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。硫、氮氧化物是形成酸雨、雾霾等环境污染的罪魁祸首,采用合适的措施消除其污染是保护环境的重要措施。

.研究发现利用NH3可消除硝酸工业尾气中的NO污染。NH3NO的物质的量之比分别为133l41时,NO脱除率随温度变化的曲线如图所示。

1曲线a中,NO的起始浓度为6×104mgm3,从A点到B点经过0.8s,该时间段内NO的脱除速率为_____mg(m3·s)

曲线b对应的NH3NO的物质的量之比是______,其理由是_________

2)已知在25℃101kPa时:

N2(g)+3H2(g) =2NH3(g) △H-Q1mol

2H2(g)+O2(g) =2H2O(1) △H- Q2kJmo1

N2(g) +O2(g) = 2NO(g) △H+ Q3kJmo1

请写出用NH3脱除NO的热化学方程式__________

.工业上还可以变,将雾霾里含有的SO2NO等污染物转化为Na2S2O4(保险粉)NH4NO3等化工用品,其生产流程如下:

3)装置NO转变为NO3的反应的离子方程式为__________

4)装置制得Na2S2O4的同时还能让Ce4再生,原理如图所示。其阴极的电极反应式为 ______

5)按上述流程处理含有amolSO2bmolNO的雾霾(b>a),并制取Na2S2O4NH4NO3。装置SO2、装置NO、装置HSO3Ce3、装置NO2全部转化,处理完毕后装置Ce4的剩余量与加入量相比没有变化,则至少需向装置中通入标准状况下的O2____L(用含ab的代数式表示)

【答案】1.5×10-4 3:1 NH3NO的物质的量比值越大,NO的脱除率越大 4NH3(g) + 6NO(g)=5N2(g) +6H2O(1)△H-3Q2+3Q3-2Q1kJmol 3Ce4++NO+2H2O=3Ce3+NO3-+ 4H+ 2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O 5.6(3b-a)

【解析】

.(1曲线a中,NO的起始浓度为6×104mgm3,从A点到B点经过0.8sNO的浓度变化为6×104mgm30.75-0.55= 1.2×104mgm3,该时间段内NO的脱除速率为1.5×10-4mg(m3·s),故答案为:1.5×10-4

当其他条件相同时,NH3NO的物质的量比值越大,NO的脱除率越大,故NH3NO的物质的量之比分别为133l41时,对应的曲线分别为cba,则曲线b对应的NH3NO的物质的量之比是3:1,其理由是NH3NO的物质的量比值越大,NO的脱除率越大,故答案为:3:1NH3NO的物质的量比值越大,NO的脱除率越大;

2)已知在25℃101kPa时,①N2(g)+3H2(g) =2NH3(g) △H-Q1kJmol②2H2(g)+O2(g) =2H2O(1) △H- Q2kJmo1③N2(g) +O2(g) = 2NO(g) △H+ Q3kJmo1,根据盖斯定律:②×3+③×3-①×2得用NH3脱除NO的热化学方程式为4 NH3(g) + 6 NO(g) ==5 N2(g) +6 H2O(1) △H-3Q2+3Q3-2Q1kJmol,故答案为:4NH3(g) + 6NO(g)=5N2(g) +6H2O(1)△H-3Q2+3Q3-2Q1kJmol

.(3)根据化学工艺流程知装置NOCe4+反应生成NO3NO2Ce3+,反应的离子方程式为3Ce4++NO+2H2O=3Ce3+NO3-+ 4H+,故答案为:3Ce4++NO+2H2O=3Ce3+NO3-+ 4H+

4)装置为电解池,Ce4再生,发生氧化反应Ce3+-e=Ce4,为电解池的阳极反应,则阴极反应为HSO3-被还原为S2O42-,电极反应式为2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O,故答案为:2HSO3-+2e-+2H+=S2O42-+2H2O

5)按上述流程处理;amolSO2转化为Na2S2O4得到amol电子,bmolNO转化为NH4NO3失去3bmol电子。根据电子守恒知O2得电子的物质的量为(3b-amol,则通入氧气的物质的量为(3b-a/4mol,,标准状况下的体积为5.6(3b-a)L,故答案为:5.6(3b-a)

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