Question

氮氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一．消除氮氧化物有多種方法．
（1）可利用甲烷催化還原氮氧化物．已知：
CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-574kJ/mol
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ/mol
則CH₄（g）將NO₂（g）還原為N₂（g）的熱化學(xué)方程式是

 

．
（2）NH₃催化還原氮氧化物（SCR）技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)．
發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是：2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g） 

180℃

催化劑

 2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0．
為提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是

 

．
（3）利用ClO₂ 氧化氮氧化物反應(yīng)過程如下：
反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+2HCl，反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式是

 

．若有11.2L N₂生成（標準狀況），共消耗ClO₂

 

 g．
（4）工業(yè)廢氣中含有的NO₂還可用電解法消除．用NO₂為原料可制新型綠色硝化劑N₂O₅．制備方法之一是先將NO₂轉(zhuǎn)化為N₂O₄然后采用電解法制備 N₂O₅，裝置如圖所示．Pt甲為

 

極，電解池中生成N₂O₅的電極反應(yīng)式是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)蓋斯定律來寫熱化學(xué)方程式；
（2）根據(jù)增大NH₃濃度、增大壓強、降低溫度平衡正向移動，氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大；
（3）根據(jù)二氧化氮具有氧化性，能氧化Na₂SO₃生成Na₂SO₄，本身被還原成氮氣；通過化學(xué)方程式建立關(guān)系式然后計算；
（4）由N₂O₄制取N₂O₅需要是去電子，所以N₂O₅在陽極區(qū)生成．

解答：解：（1）①CH₄（g）+4N0₂（g）=4NO（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=-574kJ?mol^-1，
②CH₄（g）+4N0（g）=2N₂（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=-1160kJ?mol^-1，
由

①+②

2

得：CH₄（g）+2N0₂（g）=N₂（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=

-574kJ?mol-1-1160kJ?mol-1

2

=-867KJ/mol，
故答案為：CH₄（g）+2N0₂（g）=N₂（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=-867KJ/mol；
（2）增大NH₃濃度、減小壓強、降低溫度平衡正向移動，氮氧化物的轉(zhuǎn)化率增大，故答案為：增大NH₃濃度（或減小壓強、降低溫度）；
（3）二氧化氮具有氧化性，能氧化Na₂SO₃生成Na₂SO₄，本身被還原成氮氣，方程式為2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄，故答案為：2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄；
由2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+2HCl，2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄得：
 2ClO₂ ～N₂
 135g          22.4L
67.5g          11.2L
所以共消耗ClO₂67.5g，故答案為：67.5；
（4）從電解原理來看，N₂O₄制備N₂O₅為氧化反應(yīng)，則N₂O₅應(yīng)在陽極區(qū)生成，反應(yīng)式為N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺，故答案為：陽；N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．

點評：本題涉及熱化學(xué)方程式、化學(xué)平衡移動、化學(xué)計算、電解原理等知識點，題目難度較高．