2.脫硝通常指將煙氣中的氮氧化物(NOx)轉(zhuǎn)化為無害的物質(zhì).
(1)選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是目前最成熟的煙氣脫硝技術(shù),即在金屬催化劑作用下,用還原劑(如NH3)選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2和H2O.
①已知:
4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.5kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H=+180kJ•mol-1
完成該方法中主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)?4N2(g)+6H2O(g)△H=-1625.5kJ/mol.
②該方法應(yīng)控制反應(yīng)溫度在315~400℃之間,反應(yīng)溫度不宜過低也不宜過高的原因是溫度過低,反應(yīng)速率小,溫度過高,使脫硝的主要反應(yīng)的平衡向逆方向移動,脫硝率降低.
③氨氮比[$\frac{n(N{H}_{3})}{n(NO)}$]會直接影響該方法的脫硝率.350℃時,只改變氨氣的投放量,反應(yīng)物X的轉(zhuǎn)化率與氨氮比的關(guān)系如圖1所示,則X是NH3(填化學(xué)式).氨氮比由0.5增加到1.0時,脫硝主要反應(yīng)的平衡將向正反應(yīng)方向移動.當(dāng)$\frac{n(N{H}_{3})}{n(NO)}$>1.0時,煙氣中NO濃度反而增大,主要原因是過量氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO.
(2)直接電解吸收也是脫硝的一種方法.用6%的稀硝酸吸收NOx生成亞硝酸,再將吸收液導(dǎo)入電解槽電解,使之轉(zhuǎn)化為硝酸.電解裝置如圖2所示.
①圖2中b應(yīng)連接電源的負(fù)極(填“正極”或“負(fù)極”).
②將石墨電極設(shè)置成顆粒狀的目的是增大吸收液與電極的接觸面積,提高電解反應(yīng)的效率.
③陽極的電極反應(yīng)式為H2O+HNO2-2e-=NO3-+3H+

分析 (1)①已知:4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.5kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H=+180kJ•mol-1②,
根據(jù)蓋斯定律①-②×4可得:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)?4N2(g)+6H2O(g),據(jù)此計算;
②根據(jù)溫度對速率和化學(xué)平衡的影響分析;
③氨氣的物質(zhì)的量越大,氨氣的轉(zhuǎn)化率越。话钡仍龃,即氨氣的濃度增大,平衡正向移動;根據(jù)氨氣與氧氣的反應(yīng)分析;
(2)①a電極上亞硝酸失電子生成硝酸,b電極上氫離子得電子生成氫氣;
②電極的面積越大,與溶液的接觸越充分,電解效率越高;
③陽極上亞硝酸失電子生成硝酸.

解答 解:(1)①已知:4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.5kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)?2NO(g)△H=+180kJ•mol-1②,
根據(jù)蓋斯定律①-②×4可得:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)?4N2(g)+6H2O(g)△H=(-905.5kJ•mol-1)-(+180kJ•mol-1)×4=-1625.5kJ/mol;
故答案為:-1625.5kJ/mol;
②該方法應(yīng)控制反應(yīng)溫度在315~400℃之間,反應(yīng)溫度不宜過低也不宜過高,溫度越高反應(yīng)速率越快,溫度過低,反應(yīng)速率小,溫度過高,使脫硝的主要反應(yīng)的平衡向逆方向移動,脫硝率降低;
故答案為:溫度過低,反應(yīng)速率小,溫度過高,使脫硝的主要反應(yīng)的平衡向逆方向移動,脫硝率降低;
③氨氮比[$\frac{n(N{H}_{3})}{n(NO)}$]越大,則氨氣的物質(zhì)的量越大,氨氣的轉(zhuǎn)化率越小,由圖可知,隨著氨氣的濃度的增大,X的轉(zhuǎn)化率減小,所以X為NH3;氨氮比增大,即氨氣的濃度增大,平衡正向移動,所以氨氮比由0.5增加到1.0時,脫硝主要反應(yīng)的平衡將向正反應(yīng)方向移動;當(dāng)$\frac{n(N{H}_{3})}{n(NO)}$>1.0時,氨氣與氧氣的反應(yīng)生成NO,所以煙氣中NO濃度增大;
故答案為:NH3;正反應(yīng);過量氨氣與氧氣反應(yīng)生成NO;
(2)①a電極上亞硝酸失電子生成硝酸,b電極上氫離子得電子生成氫氣,所以a為陽極,b為陰極,則b與電源的負(fù)極相連;
故答案為:負(fù)極;
②電極的面積越大,與溶液的接觸越充分,電解效率越高,所以將石墨電極設(shè)置成顆粒狀的目的是增大吸收液與電極的接觸面積,提高電解反應(yīng)的效率;
故答案為:增大吸收液與電極的接觸面積,提高電解反應(yīng)的效率;
③陽極上亞硝酸失電子生成硝酸,其電極方程式為:H2O+HNO2-2e-=NO3-+3H+
故答案為:H2O+HNO2-2e-=NO3-+3H+

點評 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用、影響反應(yīng)速率和化學(xué)平衡移動的因素、電解原理的應(yīng)用,題目綜合性較強(qiáng),難度中等,側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和對基礎(chǔ)知識的綜合應(yīng)用能力,注意把握題目中所給曲線的含義.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.氮的固定是幾百年來科學(xué)家一直研究的課題.
(1)下表列舉了不同溫度下大氣固氮和工業(yè)固氮的部分K值.
反應(yīng)大氣固氮
N2(g)+O2(g)?2NO(g)
工業(yè)固氮
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)
溫度/℃27200025400450
K3.84×10-310.15×1080.5070.152
①分析數(shù)據(jù)可知:大氣固氮反應(yīng)屬于吸熱(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng).
②分析數(shù)據(jù)可知:人類不適合大規(guī)模模擬大氣固氮的原因K值小,正向進(jìn)行的程度。ɑ蜣D(zhuǎn)化率低),不適合大規(guī)模生產(chǎn).
③從平衡視角考慮,工業(yè)固氮應(yīng)該選擇常溫條件,但實際工業(yè)生產(chǎn)卻選擇500℃左右的高溫,解釋其原因從反應(yīng)速率角度考慮,高溫更好,但從催化劑活性等綜合因素考慮選擇500℃左右合適.
(2)工業(yè)固氮反應(yīng)中,在其他條件相同時,分別測定N2的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(р1、р2)下隨溫度變化的曲線,如圖所示的圖示中,正確的是A(填“A”或“B”);比較р1、р2的大小關(guān)系р2>р1

(3)20世紀(jì)末,科學(xué)家采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)為介質(zhì),用吸附在它內(nèi)外表面上的金屬鈀多晶薄膜做電極,實現(xiàn)高溫常壓下的電化學(xué)合成氨,提高了反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,其實驗簡圖如C所示,陰極的電極反應(yīng)式是N2+6e-+6H+=2NH3
(4)近年,又有科學(xué)家提出在常溫、常壓、催化劑等條件下合成氨氣的新思路,反應(yīng)原理為:2N2(g)+6H2O(l)?4NH3(g)+3O2(g),則其反應(yīng)熱△H=+1530kJ•mol-1
已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)?2H2O(l)△H=-571.6kJ•mol-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

13.下列操作能達(dá)到實驗?zāi)康氖牵ā 。?table class="qanwser">A.將電石與水反應(yīng)產(chǎn)生的氣體通入酸性KMnO4溶液中,溶液褪色說明有乙炔生成B.將溴乙烷與NaOH的乙醇溶液共熱產(chǎn)生的氣體通入溴水中,溶液褪色說明有乙烯生成C.向稀氨水中滴加硝酸銀溶液配得銀氨溶液D.溴乙烷與氫氧化鈉溶液共熱后,加入硝酸銀溶液檢驗Br-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

10.如圖是鋼鐵在潮濕空氣里發(fā)生電化學(xué)腐蝕原理示意圖,發(fā)生的反應(yīng)為:
2Fe+2H2O+O2═2Fe(OH)2,F(xiàn)e(OH)2繼續(xù)被氧化為Fe(OH)3,F(xiàn)e(OH)3脫水生成鐵銹.
請回答下列問題:
(1)在上述電化學(xué)腐蝕中,F(xiàn)e作負(fù)極.
(2)正極反應(yīng)式O2+2H2O+4e-=4OH-
(3)工業(yè)上,常在鋼鐵設(shè)備的表面涂一層油,其作用是B(填編號).
A.防止在鋼鐵表面形成微小電解池   B.防止在鋼鐵表面形成微小原電池.
(4)含有112g鐵的鋼鐵,理論上最多能吸收33.6L氧氣(標(biāo)準(zhǔn)狀況).
(5)鋼鐵鍍鋁后,表面形成的致密氧化膜能防止鋼鐵腐蝕,其原因是致密的氧化膜能隔絕鋼材與空氣中的O2、CO2和H2O等接觸,使電化學(xué)腐蝕和化學(xué)腐蝕不能發(fā)生.
(6)航母艦體為鋼鐵,艦體在海水中發(fā)生的電化學(xué)腐蝕類型主要為吸氧腐蝕.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

17.下列物質(zhì)中,化學(xué)式能真正表示該物質(zhì)分子組成的是(  )
A.Na2OB.SiO2C.KClD.H2SO4

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.已知:2SO2(g)+O2(g)$?_{加熱}^{催化劑}$2SO3(g)△H=-QkJ•mol-1 現(xiàn)將1molSO2氣體和0.5molO2在一個密閉容器中,進(jìn)行和上述相同條件下的反應(yīng),充分反應(yīng)后測得放出熱量為Q1kJ,則Q2和Q的關(guān)系是( 。
A.Q1=$\frac{1}{2}$QB.Q1<$\frac{1}{2}$QC.Q1>$\frac{1}{2}$QD.Q1=Q

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

14.下列說法不正確的是( 。
A.25℃時,等體積等濃度的硝酸與氨水混合后,溶液的pH=7
B.把鎂粉加入FeCl3飽和溶液中,有氣體和紅褐色沉淀生成
C.制備AlCl3、FeCl3、CuCl2均不能采用將溶液蒸干的方法
D.鹽類水解反應(yīng)的逆反應(yīng)是酸堿中和反應(yīng),但酸堿中和反應(yīng)不一定是可逆反應(yīng).

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科目:高中化學(xué) 來源:2016-2017學(xué)年天津市高二上9月調(diào)研化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題

硫代硫酸鈉溶液與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為Na2S2O3+H2SO4==Na2SO4+SO2↑+S↓+H2O,下列各組實驗中最先出現(xiàn)渾濁的是( )

反應(yīng)溫度/℃

Na2S2O3溶液

稀H2SO4

H2O

V/mL

c/mol·L-1

V/mL

c/mol·L-1

V/mL

A

25

5

0.1

10

0.1

5

B

25

5

0.2

5

0.2

10

C

35

5

0.1

10

0.1

5

D

35

5

0.2

5

0.2

10

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

1.實驗室用63%的濃HNO3 (其密度為1.4g/mL)配制240mL 0.50mol/L稀HNO3,若實驗儀器有:A.10mL量筒   B.50mL量筒    C.托盤天平   D.玻璃棒
E.100mL容量瓶  F.250mL容量瓶   G.500mL容量瓶   H.膠頭滴管   I.200mL燒杯.
(1)此濃硝酸的物質(zhì)的量濃度為14.0mol/L
(2)應(yīng)量取63%的濃硝酸8.9mL,應(yīng)選用A.(填儀器的字母編號)
(3)實驗時還需選用的儀器有(填序號) D、I、F、H
(4)配制過程中,下列操作會使配制的稀硝酸溶液濃度偏高的是(填序號)①③.
①量取濃硝酸的量筒用蒸餾水洗滌2-3次,并把洗滌液轉(zhuǎn)入容量瓶
②容量瓶使用時未干燥
③溶解后未經(jīng)冷卻就移液
④定容時不小心有少量蒸餾水滴到瓶外
⑤定容后經(jīng)振蕩、搖勻、靜置,發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,再加蒸餾水補至刻度線
(5)容量瓶是一種頸部細(xì)長的梨形瓶,由于其頸部細(xì)長,所以在向容量瓶中移入液體時,需要一定的耐心和技巧.有人建議將容量瓶的瓶頸改粗,對該建議的正確評價是B
A.可以按此建議改進(jìn),便于使用容量瓶
B.不能按此建議改進(jìn),因為會降低容量瓶的精確度
C.不必加粗瓶頸,因為向容量瓶中轉(zhuǎn)移液體時,有少量液體倒出瓶外,不會對溶液的濃度產(chǎn)生太大影響.

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同步練習(xí)冊答案