【題目】空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要污染物為PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3和CO等物質(zhì)。

(1)煙氣的脫硝(除NOx)技術(shù)和脫硫(除SO2)技術(shù)都是環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)。

選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是目前最成熟的煙氣脫硝技術(shù),即在催化劑作用下,用還原劑(如NH3)選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2和H2O。

①已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=﹣905.5kJ/mol

N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +180kJ/mol

4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g) △H=

②在催化劑作用下,尿素[CO(NH22]也可以將NOx反應(yīng)生成N2和H2O。寫出CO(NH22與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

(2)電化學(xué)法是合成氨的一種新方法,其原理如圖1所示,陰極的電極反應(yīng)是

(3)氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]對(duì)合成尿素[2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)]有影響,恒溫恒容時(shí),將總物質(zhì)的量3 mol的NH3和CO2以不同的氨碳比進(jìn)行反應(yīng),結(jié)果如圖2所示。a、b線分別表示CO2或NH3的轉(zhuǎn)化率變化,c線表示平衡體系中尿素的體積分?jǐn)?shù)變化。[n(NH3)/ n(CO2)]= 時(shí),尿素產(chǎn)量最大;經(jīng)計(jì)算,圖中y= (精確到0.01)。

(4)廢水中含氮化合物的處理方法有多種。

①用次氯酸鈉氧化氨氣,可以得到N2H4的稀溶液,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________。

②用H2催化還原法可降低水中NO的濃度,得到的產(chǎn)物能參與大氣循環(huán),則反應(yīng)后溶液的pH (填“升高”、“降低”或“不變”)。

【答案】(1)1625.5kJ/mol(2

4CO(NH2)2+6NO27N2+4CO2+8H2O(2

(2)N2+6H++6e-2NH3(2

(3)20.36每空2

(4)NaClO+2NH3═NaCl+N2H4+H2O(2分)升高(2分)

【解析】

試題分析(1)①已知4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=905.5kJ/mol

N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ/mol根據(jù)蓋斯定律可知②×4即得到

4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)△H=1625.5kJ/mol;

在催化劑作用下,CO(NH22NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式4CO(NH2)2 + 6NO2 7N2 + 4CO2 + 8H2O。

(2)根據(jù)圖1所示可知氮?dú)饨Y(jié)合氫離子在陰極得到電子轉(zhuǎn)化為氨氣,則陰極的電極反應(yīng)是N2 + 6H+ + 6e- 2NH3。

(3)由圖可知,橫坐標(biāo)為n(NH3)/n(CO2)=2時(shí),尿素的體積分?jǐn)?shù)最大,且y點(diǎn)氨氣的轉(zhuǎn)化率為80%,則

2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH22(g)+H2O(g)

起始濃度(mol/L 2 1 0 0

變化濃度(mol/L) 1.6 0.8 0.8 0.8

平衡濃度(mol/L) 0.4 0.2 0.8 0.8

平衡CO(NH22的體積分?jǐn)?shù)y=0.8/(0.4+0.2+0.8+0.8)=0.36;

(4)用次氯酸鈉氧化氨氣,可以得到N2H4的稀溶液,根據(jù)原子守恒和電子得失守恒可知反應(yīng)中還有氯化鈉和水生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式是NaClO + 2NH3 NaCl + N2H4+ H2O。

H2催化還原飲用水中硝酸根離子,反應(yīng)中的還原產(chǎn)物和氧化產(chǎn)物均可參與大氣循環(huán),則產(chǎn)物為水和氮?dú),該反?yīng)為5H2+2NO3-N2+4H2O+2OH-,氫氧根離子濃度增大,則pH升高。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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1實(shí)驗(yàn)時(shí)裝置A60~100進(jìn)行的原因是 ,控制所需溫度的方法是 。

(2)電動(dòng)攪拌棒的作用是 。裝置A中反應(yīng)產(chǎn)物有Na2CO3、ClO2CO2等,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

(3)在裝置CClO2NaOH反應(yīng)生成等物質(zhì)的量的兩種鹽,其中一種鹽為NaClO2 ,寫出反應(yīng)的離子方程式 。

. 某實(shí)驗(yàn)小組以H2O2分解為例,研究濃度、催化劑、溶液酸堿性對(duì)反應(yīng)速率的影響。在常溫下按照如下方案完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

反應(yīng)物

催化劑

10 mL 2% H2O2溶液

無(wú)

10 mL 5% H2O2溶液

無(wú)

10 mL 5% H2O2溶液

1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液

10 mL 5% H2O2溶液少量HCl溶液

1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液

10 mL 5% H2O2溶液少量NaOH溶液

1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液

(1)實(shí)驗(yàn)①和②的目的是_______________________。實(shí)驗(yàn)時(shí)由于沒(méi)有觀察到明顯現(xiàn)象而無(wú)法得出結(jié)論。資料顯示,通常條件下H2O2穩(wěn)定,不易分解。為了達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模銓?duì)原實(shí)驗(yàn)方案的改進(jìn)是______________________。

(2)實(shí)驗(yàn)③、④、⑤中,測(cè)得生成氧氣的體積隨時(shí)間變化的關(guān)系如下圖:

分析上圖能夠得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是________________________。

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