题目内容
8．烟气的脱硝（除NOx）技术和脱硫（除SO2）技术都是环境科学研究的热点．（1）选择性催化还原技术（SCR）是目前最成熟的烟气脱硝技术，即在催化剂作用下，用还原剂（如NH3）选择性地与NOx反应生成N2和H2O．
①已知：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.5kJ•mol-1
N2（g）+O2（g）=2NO（g）△H=+180kJ•mol-1
则4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）=4N2（g）+6H2O（g）△H=-1625.5kJ/mol
②在催化剂作用下，尿素1CO（NH2）2]也可以将NOx反应生成N2和H2O．写出CO（NH2）2与NO2反应的化学方程式4CO（NH2）2+6NO2═7N2+4CO2+8H2O．
（2）催化剂V2O5可用于处理NOx、SO2．
①图1是一种用NH3脱除烟气中NO的原理．当消耗a mol NH3和b mol O2时，消耗NO的物质的量为$\frac{3a-4b}{2}$mol．
②V2O5在催化降解NOx的过程中，也会对SO2的氧化起到一定的催化作用，其反应式如下：
a．V2O5+SO2=V2O4+SO3b．2SO2+O2+V2O4=2VOSO4
c.2VOSO4=V2O5+SO2+SO3
③SO3进一步与烟气中逃逸的氨反应，生成硫酸氢铵和硫酸铵．n（NH3）/n（SO3）对硫酸氢铵及硫酸铵形成的影响如图2所示，图2中A、C区域代表的物质分别为（NH4）2SO4，NH4HSO4．
（3）①电解吸收也是脱硝的一种方法．用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸 1Ka（HNO2）=5.1×10-4]，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸．电解装置如图3所示．阳极的电极反应式为H2O+HNO2-2e-=3H++NO3-．
②O3也可用于烟气脱硝．O3氧化NO2的氧化产物为N2O5．
分析 （1）①已知：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.5kJ•mol-1①
N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H=+180kJ•mol-1②，
根据盖斯定律①-②×2可得：4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）?4N2（g）+6H2O（g），据此计算；
②尿素[CO（NH2）2]也可以将NOx反应生成N2和H2O，CO（NH2）2与NO2反应生成氮气、二氧化碳和水；
（2）①根据氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量计算；
②V2O5氧化SO2时，自己被还原为四价钒化合物，还生成三氧化硫；四价钒化合物再被氧气氧化生成VOSO4，VOSO4 分解生成V2O5、SO2、SO3；
③SO3进一步与烟气中逃逸的氨反应，生成硫酸氢铵和硫酸铵，依据氨气和三氧化硫的物质的量之比判断生成产物；
（3）①电解吸收也是脱硝的一种方法．用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸[Ka（HNO2）=5.1×10-4]，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸，阳极上亚硝酸失电子发生氧化反应；
②O3氧化NO2产生N2O5．
解答 解：（1）①已知：4NH3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）△H=-905.5kJ•mol-1①
N2（g）+O2（g）?2NO（g）△H=+180kJ•mol-1②，
根据盖斯定律①-②×2可得：4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）?4N2（g）+6H2O（g）△H=（-905.5kJ•mol-1）-（+180kJ•mol-1）×2=-1625.5kJ/mol；
故答案为：-1625.5kJ/mol；
②据原子守恒和电子守恒，可以写为：4CO（NH2）2+6NO2═7N2+4CO2+8H2O，
故答案为：4CO（NH2）2+6NO2═7N2+4CO2+8H2O；
（2）①氧气、一氧化氮和氨气反应生成氮气和水，反应中氨气失去的电子的物质的量等于NO和氧气得到的电子总物质的量，2mol NH3转化为N2失去6mol电子，amolNH3反应失去电子3amol，1mol O2得到4mol电子，bmolO2反应得到电子4bmol，则NO转化为N2得到的电子为$\frac{3a-4b}{2}$mol，
故答案为：$\frac{3a-4b}{2}$mol；
②V2O5氧化SO2时，自己被还原为四价钒化合物，还生成三氧化硫；四价钒化合物再被氧气氧化生成VOSO4，VOSO4 分解生成V2O5、SO2、SO3，
该催化循环机理的化学方程式为：SO2+V2O5═SO3+V2O4，
2SO2+O2+V2O4=2VOSO4，
2VOSO4=V2O5+SO2+SO3，
故答案为：2SO2+O2+V2O4=2VOSO4；
③SO3进一步与烟气中逃逸的氨反应，生成硫酸氢铵和硫酸铵．分析n（NH3）：n（SO3）对硫酸氢铵及硫酸铵形成的影响可知，三氧化硫越多生成产物为硫酸氢氨，氨气越多生成的产物为硫酸铵，则图5中A、C区域代表的物质分别为（NH4）2SO4，NH4HSO4；，
故答案为：（NH4）2SO4，NH4HSO4；
（3）①电解吸收也是脱硝的一种方法．用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸[Ka（HNO2）=5.1×10-4]，再将吸收液导入电解槽电解，使之转化为硝酸，阳极上亚硝酸失电子发生氧化反应，阳极电极反应为：H2O+HNO2-2e-=3H++NO3-，
故答案为：H2O+HNO2-2e-=3H++NO3-；
②O3也可用于烟气脱硝．二氧化氮中氮元素化合价+4价，O3氧化NO2的氧化产物为+5价氮的化合物为N2O5，
故答案为：N2O5 ．
点评 本题考查了盖斯定律的应用、化学方程式的书写、电解原理的应用、氧化还原反应、图象的分析与应用等，考查了学生的分析能力以及对基础知识的综合应用能力，题目难度中等．
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