Question

SNCR-SCR是一種新型的煙氣脫硝技術(shù)（除去煙氣中的NO_x），其流程如下：

（1）反應(yīng)2NO+2CO?2CO₂+N₂能夠自發(fā)進(jìn)行，則該反應(yīng)的△H

 

0（填“＞”或“＜”）．
（2）SNCR-SCR流程中發(fā)生的主要反應(yīng)有：
4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1627.2kJ?mol^-1；
6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1807.0kJ?mol^-1；
6NO₂（g）+8NH₃（g）?7N₂（g）+12H₂O（g）△H=-2659.9kJ?mol^-1；
反應(yīng)N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
（3）NO和NH₃在Ag₂O催化劑表面的反應(yīng)活性隨溫度的變化曲線見圖1．

①由圖1可以看出，脫硝工藝流程應(yīng)在

 

（填“有氧”或“無氧”）條件下進(jìn)行．
②隨著反應(yīng)溫度的進(jìn)一步升高，在有氧的條件下NO的轉(zhuǎn)化率明顯下降的可能原因是

 

．
（4）NO₂也可用尿素[CO（NH₂）₂]還原，寫出尿素與NO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式：

 

．
（5）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料電池，其原理見圖2．  該電池在使用過程中石墨I(xiàn)電極上生成氧化物Y，其電極反應(yīng)為

 

．若生成1molY，則理論上需要消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下氧氣的體積為

 

L．

Answer 1

考點(diǎn)：用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,化學(xué)電源新型電池,焓變和熵變

專題：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題

分析：（1）依據(jù)反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判斷依據(jù)是△H-T△S＜0，結(jié)合反應(yīng)特征分析；
（2）依據(jù)熱化學(xué)方程式和蓋斯定律計(jì)算所需熱化學(xué)方程式；
（3）①從圖上可知，有氧情況下，NO轉(zhuǎn)化率高；
②反應(yīng)4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1627.2kJ?mol^-1是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動(dòng)，溫度升高時(shí)還會(huì)發(fā)生氨氣的催化氧化；
（4）據(jù)原子守恒和電子守恒書寫；
（5）氧氣在Ⅱ電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng)，NO₂被氧化生成的氧化物只能是N₂O₅，據(jù)電子守恒求需要氧氣的體積．

解答： 解：（1）反應(yīng)2NO+2CO?2CO₂+N₂能夠自發(fā)進(jìn)行，△H-T△S＜0，依據(jù)反應(yīng)熵變△S＜0可知，則該反應(yīng)的△H＜0，故答案為：＜；
（2）①4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1627.2kJ?mol^-1；
②6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1807.0kJ?mol^-1；
③6NO₂（g）+8NH₃（g）?7N₂（g）+12H₂O（g）△H=-2659.9kJ?mol^-1；
依據(jù)蓋斯定律①-②得到N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H=+179.8kJ?mol^-1；
故答案為：+179.8；
（3）①從圖上可知，有氧情況下，NO轉(zhuǎn)化率高，故答案為：有氧；
②反應(yīng)4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1627.2kJ?mol^-1是放熱反應(yīng)，升溫平衡逆向移動(dòng)，溫度升高時(shí)還會(huì)發(fā)生氨氣的催化氧化，
故答案為：溫度升高，發(fā)生了副反應(yīng)：4NH₃+5O₂═4NO+6H₂O或者溫度升高，NO_x和NH₃反應(yīng)的化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)；
（4）據(jù)原子守恒和電子守恒，可以寫為：4CO（NH₂）₂+6NO₂═7N₂+4CO₂+8H₂O，故答案為：4CO（NH₂）₂+6NO₂═7N₂+4CO₂+8H₂O；
（5）氧氣在Ⅱ電極上發(fā)生氧化反應(yīng)，電極Ⅰ上發(fā)生還原反應(yīng)，NO₂被氧化生成的氧化物只能是N₂O₅，電極Ⅰ上的電極反應(yīng)式為：NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅，生成1molN₂O₅，失去1mol電子，得到1mol電子需要0.25mol氧氣，0.25mol×22.4L/mol=5.6L，故答案為：NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅；5.6．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了化學(xué)平衡的移動(dòng)、氧化還原反應(yīng)方程式的書寫、電極反應(yīng)式書寫、熱化學(xué)方程式的書寫方法及電子守恒的應(yīng)用等知識(shí)，題目難度中等．