题目内容
【题目】某地今年启动11项工程治理氮磷污染,以保护空气环境和饮用水源。下面是有关氮污染防治及处理方法。据此回答下列问题:
(1)已知CO可将NO转化为N2,某研究小组在实验室研究反应条件对NO转化率的影响。
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①由图1可知CO的百分含量越高,NO的转化率越______________(填“高”或“低”)。
②当
时,NO的转化率随温度的变化如图2所示,则应控制反应的最佳温度在___________左右。
(2)在催化剂存在的条件下,用H2将NO还原为N2。已知:
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则氢气和一氧化氮反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式是___________________。
(3)氨气一氮氧化物燃料电池可用于处理氮氧化物,防止空气污染,其装置如图所示。通入氨气的电极为_____________(填“正极”或“负极”)。负极的电极反应式为_______________。
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【答案】
(1)①高(1分)②900K(2分)
(2)2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-734.7kJ·mol-1(2分)
(3)负极(1分);2NH3-6e-=N2+6H+(2分)
【解析】
试题分析:
(1)①由图1可知CO的百分含量越高,NO的转化率越高。
②图2中900K时,NO的转化率最高,则反应的最佳温度在900K左右。
(2)由图可知,反应物断键共吸收热量(2×630kJ·mol-1+2×436kJ·mol-1),成键共放出热量(941.7kJ·mol-1+2×962.5kJ·mol-1)。所以氢气和一氧化氮反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式是2NO(g)+2H2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-734.7kJ·mol-1。
(3)该原电池的目的是将氮氧化物处理为无害的N2,防止空气污染,所以通入氨气的电极为负极,通入氮氧化物的电极为正极。也可以根据原电池中H+从左到右移动,判断出装置中左边的电极为负极。负极上通入氨气后转化为了N2,所以酸性介质下的负极电极方程式为2NH3-6e-=N2+6H+。