Question

【題目】近年來環(huán)保要求日益嚴(yán)格，煙氣脫硫脫硝技術(shù)也逐步完善，目前比較成熟的“氨水—臭氧組合高效脫硫脫硝技術(shù)方案”原理如圖所示：

(1)靜電除塵處理的煙氣屬于__________(填分散系名稱)，脫硫脫硝塔中待處理煙氣從塔底充入而氨水從中上部噴淋的主要目的是____________________。

(2)已知：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋115.2 kJ·mol－1；2O3(g) 3O2(g)　ΔH2＝－286.6 kJ·mol－1。寫出臭氧與NO作用產(chǎn)生NO2和O2的熱化學(xué)方程式：__________________________。

(3)恒容密閉體系中NO氧化率隨 值的變化以及隨溫度的變化曲線如圖所示。NO氧化率隨值增大而增大的主要原因是__________________。當(dāng)溫度高于100 ℃時，O3分解產(chǎn)生活性極高的氧原子，NO轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而降低的可能原因：①平衡后，溫度升高平衡逆移；②發(fā)生反應(yīng)__________________。

(4)已知2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－744 kJ·mol－1。為研究汽車尾氣轉(zhuǎn)化為無毒無害物質(zhì)的有關(guān)反應(yīng)，在密閉容器中充入10 mol CO和8 mol NO，發(fā)生反應(yīng)，如圖所示為平衡時NO的體積分?jǐn)?shù)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系。當(dāng)壓強(qiáng)為10 MPa、溫度為T1時，該溫度下平衡常數(shù)Kp＝__________MPa－1(保留2位有效數(shù)字)(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。

(5)可用電化學(xué)法處理廢水中的NH4+，并使其轉(zhuǎn)化為NH3而循環(huán)利用。在含NH4+的廢水中加入氯化鈉，用惰性電極電解。裝置如圖所示，電解時a極的電極反應(yīng)式為______________________________。

Answer 1

【答案】膠體 利用逆流原理(增大SO2、NO2與氨水的接觸面積)，讓煙氣中的SO2和產(chǎn)生的NO2充分被氨水吸收 NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g) ΔH＝－200.9 kJ·mol－1 n（O3）/n（NO）值增大，O3濃度增加，有利于平衡NO(g)＋O3(g) NO2(g)＋O2(g) 正向移動，NO氧化率增大 NO2＋ONO＋O2 0.089 2NH4+＋2e－=2NH3↑＋H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，NH4+＋OH－=NH3↑＋H2O)

【解析】

(1)利用膠體的電泳可以將煙氣進(jìn)行靜電除塵；增大被吸收氣體與氨水的接觸面積，延長反應(yīng)時間；

(2)利用蓋斯定律ΔH2－ΔH1再除以2即可得；

(3)根據(jù)平衡移動原理進(jìn)行分析；

(4)利用三段式進(jìn)行計算；

(5)用惰性電極電解銨氮變氨氮，是因為陰極上銨根離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨氣和氫氣，為確保氨氣能揮發(fā)出去。

(1)利用膠體的電泳可以將煙氣進(jìn)行靜電除塵；氣體從下往上擴(kuò)散而氨水從上往下噴淋，增大被吸收氣體與氨水的接觸面積，延長反應(yīng)時間，能讓煙氣中的SO2和產(chǎn)生的NO2充分被氨水吸收。

(2) 已知：①2NO2(g)2NO(g)＋O2(g) ΔH1＝＋115.2kJ·mol－1；

②2O3(g)3O2(g) ΔH2＝－286.6kJ·mol－1。

根據(jù)蓋斯定律，由②-①得反應(yīng)NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g) ΔH=ΔH2－ΔH1=－200.9 kJ·mol－1；

(3)根據(jù)平衡移動原理，增大n(O3)/n(NO)比值，O3濃度增加，有利于平衡NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g) 正向移動，使NO氧化率增大； 當(dāng)溫度高于100 ℃時，O3分解生成活性極高的氧原子，NO轉(zhuǎn)化率降低，說明反應(yīng)中NO2轉(zhuǎn)化為NO，故考慮發(fā)生了反應(yīng)NO2＋ONO＋O2；

(4)體積分?jǐn)?shù)為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)。

2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)

初始(mol): 8 10 0 0

變化(mol): －2x －2x x 2x

平衡(mol): 8－2x 10－2x x 2x

體積分?jǐn)?shù)＝＝＝25%，解得x＝2；

故Kp＝＝＝0.089MPa－1。

(5)用惰性電極電解銨氮變氨氮，是因為陰極上銨根離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成氨氣和氫氣，為確保氨氣能揮發(fā)出去，需要保證a極為陰極，否則氨氣將大部分溶解在水中，電極反應(yīng)式為2NH4+＋2e－===2NH3↑＋H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，NH4+＋OH－===NH3↑＋H2O。