题目内容

(2010?清远模拟)某硝酸厂附近的空气主要污染物为氮的氧化物.为了保护环境和综合利用,可采用氨-碱两级吸收法.此法兼有碱吸收和氨吸收两法的优点,其吸收工艺流程如下:

(1)排空物质的主要成分为
N2、O2
N2、O2
.
(2)进入吸收塔以前加一个缓冲器的目的是
使氨气和大气充分混合
使氨气和大气充分混合
.
(3)从吸收塔排出的混合液用途之一为
作肥料或氮肥
作肥料或氮肥
.
空气的主要污染物为硫的氧化物和氮的氧化物.研究人员设计了同时净化废气中二氧化硫和氮的氧化物的方法,将其转化为硫酸和硝酸,工艺流程如下:

各室中发生的反应如下:
a.氧化室:NO2(g)+SO2(g)+H2O (l)=H2SO4 (l)+NO(g)△H=a kJ?mol-1
b.清除室:NO (g)+NO2 (g)=N2O3(g)△H=b kJ?mol-1
N2O3 (g)+2H2SO4(l)=2NOHSO4 (s)+H2O(l)△H=c kJ?mol-1
c.分解室:4NOHSO4 (s)+O2(g)+2H2O (l)=4H2SO4 (l)+4NO2(g)△H=dkJ?mol-1
回答下列问题:
(4)①和②分别为(写化学式)
NO2
NO2
、
H2SO4
H2SO4
.
(5)写出SO2、O2 和 H2O反应生成H2SO4的热化学方程式:
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)△H=(2a+2b+2c+d)kJ?mol-1
2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)△H=(2a+2b+2c+d)kJ?mol-1
.
分析:(1)排空物质中含有未反应的空气成分;
(2)加一个缓冲器能使混合气体中各成分充分混合;
(3)铵盐可以作肥料;
(4)二氧化硫具有还原性,能被二氧化氮氧化,从氧化室出来的物质含有一氧化氮,则清除室中被氧化生成三氧化二氮,三氧化二氮和硫酸反应;
(5)根据盖斯定律确定其热化学反应方程式.
解答:解:(1)空气中含有氮气和氧气,根据流程图知,空气中部分氧气被还原,所以排出还含有氮气和氧气,故答案为:N2、O2;
(2)加一个缓冲器能使混合气体中各成分充分混合,加快反应速率,故答案为:使氨气和大气充分混合;
(3)根据流程图知,从吸收塔出来的物质中含有铵盐,可以作肥料或氮肥,故答案为:作肥料或氮肥;
(4)二氧化硫具有还原性,能被二氧化氮氧化,所以①是NO2,从氧化室出来的物质含有一氧化氮,则清除室中被氧化生成三氧化二氮,三氧化二氮和硫酸反应,所以②是硫酸,故答案为:NO2;H2SO4;
(5)NO2(g)+SO2(g)+H2O (l)=H2SO4 (l)+NO(g)△H=a kJ?mol-1   ①
NO (g)+NO2 (g)=N2O3(g)△H=b kJ?mol-1②
N2O3 (g)+2H2SO4(l)=2NOHSO4 (s)+H2O(l)△H=c kJ?mol-1③
4NOHSO4 (s)+O2(g)+2H2O (l)=4H2SO4 (l)+4NO2(g)△H=dkJ?mol-1④
根据盖斯定律得:将方程式2①+2②+2③+④得2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)△H=(2a+2b+2c+d) kJ?mol-1,
故答案为:2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l)=2H2SO4(l)△H=(2a+2b+2c+d) kJ?mol-1.
点评:本题考查了氮的氧化物之间的转化,明确流程图中各部分发生的化学反应是解本题关键,注意从整体上分析解答,结合盖斯定律来分析解答,难度中等.
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