【題目】傳統(tǒng)的生物脫氮工藝如下圖所示,生物脫氮主要包括有氧條件下的硝化反應(yīng)過程和缺氧環(huán)境下的反硝化反應(yīng)過程。硝化過程中,NH4+先后氧化為NO2和NO2-。
(1) NH4+在硝化過程中會使溶液酸度提高,需要加入NaHCO3進行中和。請寫出NH4+硝化生成NO2-的離子方程式_________。
(2)①反硝化反應(yīng)過程中,加入碳源(甲醇等有機物)將硝化反應(yīng)中生成的NO2和NO2-還原為N2,如3CH3OH +6NO2-= 3N2↑+3CO2+3H2O+6OH-。新型生物脫氮工藝(SCND)可將硝化過程中的產(chǎn)物控制在NO2階段,防止生成NO2-,該工藝的優(yōu)點是_________。
②同步硝化反硝化工藝(SND)將硝化階段和反硝化階段放在同一個反應(yīng)器中進行,該法既有SCND法的優(yōu)點,將硝化過程中的產(chǎn)物控制在NO2-階段,還有一個優(yōu)點是___________。
③現(xiàn)在很多國家采用半硝化工藝(ANAMMOX),工作原理如下圖所示:
半硝化脫氮反應(yīng)器中,一半的NH4+氧化成NO2-,寫出厭氧氨氧化發(fā)生反應(yīng)的離子方程式_____。該方法是否需要加入碳源(甲醇),并簡述原因________。
(3)研究發(fā)現(xiàn),脫氮工藝會產(chǎn)生-一種溫室氣體N2O。目前普遍認為在硝化階段會形成N2O,試分析N2O的成因________。
【答案】 2NH4+ +3O2=2NO2-+2H2O+4H+ 節(jié)省進一步氧化所需的耗氧量,同時減少了反硝化反應(yīng)中加入的碳源(甲醇) 硝化產(chǎn)生的酸和反硝化產(chǎn)生的堿中和,減少了NaHCO3的投加 NH4++NO2- =N2↑+2H2O 不需要,NH4+和NO2-正好反應(yīng)完全 O2不足,NH4+未被完全氧化為NO2,N元素被氧化為N2O
【解析】(1)在有氧氣的條件下,銨根離子被O2氧化成NO2-,反應(yīng)的離子方程式為:2NH4+ +3O2=2NO2-+2H2O+4H+,故答案為:2NH4+ +3O2=2NO2-+2H2O+4H+
(2)①該工藝將硝化過程中的產(chǎn)物控制在NO2階段,能減少NO2-的生成,從而減少一步氧化所需的耗氧量,并且能減少碳源(甲醇)的消耗。②將硝化階段和反硝化階段放在同一個反應(yīng)器中進行,能將硝化過程中的產(chǎn)物控制在NO2-階段,可以使硝化產(chǎn)生的酸和反硝化產(chǎn)生的堿發(fā)生中和反應(yīng),從而減少NaHCO3的消耗。③在無氧氣的條件下,銨根離子與NO2-反應(yīng)生成N2和H2O,反應(yīng)的離子方程式:NH4++NO2- =N2↑+2H2O,由于NH4+和NO2-恰好完全發(fā)應(yīng),所以不需要進一步消耗碳源。答案為:①節(jié)省進一步氧化所需的耗氧量,同時減少了反硝化反應(yīng)中加入的碳源(甲醇)②硝化產(chǎn)生的酸和反硝化產(chǎn)生的堿中和,減少了NaHCO3的投加③NH4++NO2- =N2↑+2H2O、不需要, NH4+和NO2-正好反應(yīng)完全
(3)當O2不足時,NH4+未被完全氧化為NO2-,N元素由-3價升高到+1價,從而導致N2O的生成。答案為:O2不足,NH4+未被完全氧化為NO2,N元素被氧化為N2O
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【題目】取一塊金屬鈉放在燃燒匙里加熱,下列關(guān)于該實驗現(xiàn)象的描述不正確的是( )
A.金屬先熔化B.燃燒后生成白色固體
C.燃燒后生成淡黃色固體D.燃燒時火焰為黃色
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【題目】下列反應(yīng)過程中不能產(chǎn)生H2的是( )
A.金屬鈉和水反應(yīng)
B.高溫條件,鐵和水蒸氣反應(yīng)
C.加熱條件下,銅和足量濃硫酸發(fā)生反應(yīng)
D.鋁和氫氧化鈉溶液
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【題目】觀察下列模型并結(jié)合有關(guān)信息,判斷有關(guān)說法正確的是( )
B12結(jié)構(gòu)單元 | SF6分子 | S8 | HCN | |
結(jié)構(gòu)模 型示意 圖 | ||||
備注 | 熔點1873K | — | 易溶于CS2 | — |
A. 單質(zhì)硼屬于原子晶體 B. SF6是由極性鍵構(gòu)成的極性分子
C. 固態(tài)硫S8屬于原子晶體 D. HCN的結(jié)構(gòu)式為HC=N
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【題目】某原電池裝置如下圖所示,電池總反應(yīng)為2Ag+Cl2===2AgCl。下列說法正確的是( )
A. 正極反應(yīng)為AgCl+e-===Ag+Cl-
B. 放電時,交換膜右側(cè)溶液中有大量白色沉淀生成
C. 若用NaCl溶液代替鹽酸,則電池總反應(yīng)隨之改變
D. 當電路中轉(zhuǎn)移0.01 mol e-時,交換膜左側(cè)溶液中約減少0.02 mol離子
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【題目】下列說法正確的是( )
A.生石灰與水混合的過程只發(fā)生物理變化
B.O3是由3個氧原子構(gòu)成的化合物
C.CuSO4·5H2O是一種混合物
D.可用丁達爾效應(yīng)區(qū)分溶液與膠體
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【題目】下列關(guān)于說法正確的是
A. HCl和NaOH反應(yīng)的中和熱為57.3kJ/mol,H2SO4和Ba(OH)2反應(yīng)的中和熱也為57.3kJ/mol
B. 已知C2H5OH(l)的燃燒熱是1366.8kUmol,則C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)反應(yīng)的△H=-1366.8kJ/mol
C. 一定溫度和壓強下,將0.5molN2和1.5molH2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放出熱量19.3kJ.則其熱化學方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-38.6 kJ/mol
D. 一定條件下2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H1 2SO2(g)+O2(g)2SO3(l)△H2則△H1>△H2
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【題目】中國政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。有效“減碳”的手段之一是節(jié)能。
I.下列制氫方法最節(jié)能的是______(填字母序號)。
A.電解水制氫:2H2O2H2↑+O2↑
B.高溫使水分解制氫:2H2O2H2↑+O2↑
C.太陽光催化分解水制氫:2H2O2H2↑+O2↑
D.天然氣制氫:CH4+H2OCO+3H2
II.科學家提出“綠色自由”構(gòu)想,把空氣中的CO2使用合適的催化劑可轉(zhuǎn)化為可再生能源甲醇(CH3OH)。該反應(yīng)的熱化學方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H
(1)若在一個定溫定容的容器中發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)達到平衡的標志是______ (填字母序號)。
A.CO2和CH3OH的濃度相等 B.3v正(H2)=v逆(H2O)
C.容器內(nèi)壓強保持不變 D.H2的百分含量保持不變
E. 容器中混合氣體的密度保持不變
(2)若將CO2和H2的混合氣體分成五等份,將它們分別充入溫度不同、容積相同的恒容容器中發(fā)生上述反應(yīng)。反應(yīng)相同時間后,測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系如右圖,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)的△H______0(填“>”、“<”或“=”)。
(3) 300℃時,將CO2和H2按1:3的體積比充入某密閉容器中,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與體系總壓強(P)的關(guān)系如右圖所示;卮饐栴}:
①若其他條件不變,將A點的體積壓縮至原來的一半,一段時間后反應(yīng)再次達到平衡,與原平衡相比較下列說法正確的是_______(填字母序號)。
A.CO2的濃度減小 B.正反應(yīng)速率增大,逆反應(yīng)速率增大
C.甲醇的物質(zhì)的量增加 D.重新平衡時n(H2)/n(CH3OH)增大
②B點平衡混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為________(保留一位小數(shù))。
(4)甲醇—空氣燃料電池(DMFC)是一種高效能、輕污染電動汽車的車載電池,其工作原理示意圖如圖,該燃料電池的電池反應(yīng)式為2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l),則負極的電極反應(yīng)式為____________。
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