Question

下表列出了常見的煙氣脫硝的三種方法

編號	名稱	原理
方法一	尿素法	在溫度70-95℃時，尿素溶液吸收NO、NO2，將其轉化為N2
方法二	選擇性催化還原（ SCR）法	以NH3等作為還原劑，將煙氣中的NOx還原生成N2和H2O
方法三	電學法	以連二亞硫酸鹽為氧化還原中介劑，將NOx還原為N2和N2O，連二亞硫酸鹽被氧化成SO32-，經電化學還原而重復使用．采用內電池模式將SO2氧化為硫酸，在外電池模式時，電池可再生

（1）尿素[CO（NH₂）₂]與NO、NO₂三者等物質的量反應的化學方程式為

 

．
（2）已知：N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.6kJ?mol^-1
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1
2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
則4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）═4N₂（g）+6H₂O（g）△H=

 

kJ?mol^-1．
（3）氨氣與氮的氧化物的物質的量之比對脫硝率影響如圖1，從圖中知，則適宜的溫度是

 

．

（4）二氧化鉛一連二亞硫酸鹽工藝是德國化學設備協(xié)會開發(fā)的典型電化學應法脫硫脫硝I藝，其工藝流程見圖2．在電池模式時，二氧化硫被吸收的電極反應式為

 

．
（5）將等體積、等物質的量濃度的醋酸鈉溶液和硫酸氫鈉溶液混合，反應后溶液中各種離子濃度由大到小的順序為

 

；
（6）常溫下，向一定體積的0.1mol?L^一1的氫氧化鋇溶液中加入一定體積0.1mol/L的鹽酸后，溶液的pH=12，反應后溶液的總體積等于原來兩種溶液體積之和，則氫氧化鋇溶液與鹽酸的體積比是

 

．

Answer 1

考點：用蓋斯定律進行有關反應熱的計算,化學電源新型電池,離子濃度大小的比較,酸堿混合時的定性判斷及有關ph的計算

專題：化學反應中的能量變化,電離平衡與溶液的pH專題,電化學專題

分析：（1）尿素[CO（NH₂）₂]與NO、NO₂三者等物質的量反應生成氮氣、二氧化碳和水，依據原子守恒書寫化學方程式；
（2）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到所需熱化學方程式；
（3）裝置圖可知溫度為300°C時，脫硝率接近100%；
（4）裝置圖分析二氧化硫失電子被氧化生成硫酸；
（5）將等體積、等物質的量濃度的醋酸鈉溶液和硫酸氫鈉溶液混合，恰好反應生成硫酸鈉和醋酸，結合醋酸是弱電解質分析片離子濃度大小；
（6）根據H⁺+OH^-=H₂O，向一定體積的0.1mol?L^一1的氫氧化鋇溶液中加入一定體積0.1mol/L的鹽酸后，溶液的pH=12，說明溶液顯堿性，結合剩余氫氧根離子濃度計算得到溶液體積比；

解答： 解：（1）尿素[CO（NH₂）₂]與NO、NO₂三者等物質的量反應生成氮氣、二氧化碳和水，依據原子守恒書寫化學方程式，反應的化學方程式為：NO+NO₂+CO（NH₂）₂=2H₂O+CO₂+2N₂；
故答案為：NO+NO₂+CO（NH₂）₂=2H₂O+CO₂+2N₂ ；
（2）已知：①N₂（g）+O₂（g）═2NO（g）△H=+180.6kJ?mol^-1
②N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1
③2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（g）△H=-483.6kJ?mol^-1
依據蓋斯定律③×3-②×2-①×2得到，4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）═4N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1627.2KJ/mol；
故答案為：-1627.2；
（3）依據圖象可知溫度為300°C時，氨氣與氮的氧化物的物質的量之比1：1，脫硝率接近100%最大；
故答案為：300°C；
（4）裝置圖分析，該工藝是內電池和外電池的模式組合，內電池模式下，二氧化硫失電子被氧化生成硫酸；電極反應為；SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-；
故答案為：SO₂+2H₂O-2e^-=4H⁺+SO₄^2-；
（5）將等體積、等物質的量濃度的醋酸鈉溶液和硫酸氫鈉溶液混合，恰好反應生成硫酸鈉和醋酸，結合醋酸是弱電解質分析，溶液呈酸性，c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）；
故答案為：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）；
（6）常溫下，向一定體積的0.1mol?L^一1的氫氧化鋇溶液中加入一定體積0.1mol/L的鹽酸后，溶液的pH=12，溶液顯堿性，反應后溶液的總體積等于原來兩種溶液體積之和，
則c（OH^-）=

V(堿)×0.1mol/L-0.1mol/L×V(酸)

V(堿)+V(酸)

=10^-2mol/L
V（堿）：V（酸）=11：9
故答案為：11：9；

點評：本題考查了熱化學方程式和蓋斯定律計算應用，電解質溶液混合后濾渣濃度大小比較方法，酸堿反應后溶液中離子濃度的計算分析，掌握基礎是關鍵，題目難度中等．