Question

霧霾天氣嚴重影響人們的生活質(zhì)量，其中氮氧化物和硫氧化物是造成霧霾天氣的主要原因之一．消除氮氧化物和硫氧化物有多種方法．

（1）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)．反應(yīng)原理如圖1所示：
①由如圖2可知SCR技術(shù)中的氧化劑為

 

．
②圖3是不同催化劑Mn和Cr在不同溫度下對應(yīng)的脫氫率，由圖可知最佳的催化劑和相應(yīng)的溫度分別為：

 

．
③用Fe做催化劑時，在氨氣足量的情況下，不同c（NO₂）/c（NO）對應(yīng)的脫氫率如圖4所示，脫氫效果最佳的

c(NO2)

c(NO)

=

 

．已知生成1molN₂反應(yīng)放出的熱量為QkJ，此時對應(yīng)的脫氫反應(yīng)的熱化學方程式為

 

．
（2）為了減少空氣中SO₂的排放，常采取的措施有：
①將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料．
已知：H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-241.8kJ?mol^-1
C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H₂=-110.5kJ?mol^-1
則焦炭與水蒸氣反應(yīng)生成CO的熱化學方程式為

 

．
②用SO₂和O₂制備硫酸，裝置如圖4所示，電極為多孔材料，能吸附氣體，同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸，B極的電極反應(yīng)式為

 

．

Answer 1

考點：常見的生活環(huán)境的污染及治理

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①得電子化合價降低的反應(yīng)物是氧化劑；
②溫度越高，對設(shè)備的要求越高，所以如果催化劑在較低溫度下能較大程度的脫氫即可；
③根據(jù)縱坐標判斷，相同溫度下，脫氫率越高的效果越好；生成1mol氮氣放出QkJ熱量，則生成2mol氮氣放出2QkJ熱量；
（2）①利用蓋斯定律，通過已知熱化學方程式運算得目標熱化學方程式；
②本題為SO₂與O₂反應(yīng)生成SO₃，SO₃再與水化合生成硫酸，根據(jù)硫酸的出口判斷正負極，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)；

解答： 解：（1）①根據(jù)圖象知，反應(yīng)物是NO、NO₂和NH₃，生成物是N₂和H₂O，氮氧化物中N元素化合價由正化合價變?yōu)?價、氨氣中N元素化合價由-3價變?yōu)?價，所以氧化劑是NO、NO₂，故答案為：NO、NO₂；
②根據(jù)圖象知，脫氫率越高越好，但Cr作催化劑時溫度高于Mn，溫度越高，對設(shè)備要求越高，增大生產(chǎn)成本，且脫氫率增大較小，所以使用Mn作催化劑較好；根據(jù)圖象知，在溫度為200-250℃或范圍內(nèi)間任意溫度，脫氫率較高，故答案為：Mn；200-250℃或范圍內(nèi)間任意溫度；
③根據(jù)縱坐標判斷，相同溫度下，脫氫率越高的效果越好，所以其比值為1：1時最好；生成1mol氮氣放出QkJ熱量，則生成2mol氮氣放出2QkJ熱量，則其熱化學反應(yīng)方程式為2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）△H=-2QkJ/mol，
故答案為：1：1；2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）?2N₂（g）+3H₂O（g）△H=-2QkJ/mol；
（2）①H₂（g）+

1

2

O₂（g）═H₂O（g）△H₁=-241.8kJ?mol^-1①
     C（s）+

1

2

O₂（g）═CO（g）△H₂=-110.5kJ?mol^-1②
利用蓋斯定律將方程式變形：②-①得 C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol，
故答案為：C（s）+H₂O（g）=H₂（g）+CO（g）△H=+131.3kJ/mol；
②該原電池中，負極上失電子被氧化，所以負極上投放的氣體是二氧化硫，二氧化硫失電子和水反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子，正極上投放的氣體是氧氣，正極上氧氣得電子和氫離子反應(yīng)生成水，根據(jù)硫酸和水的出口方向知，B極是負極，A極是正極，所以B極上的電極反應(yīng)式為：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺，故答案為：SO₂-2e^-+2H₂O═SO₄^2-+4H⁺．

點評：本題重點考查圖象的分析、熱化學反應(yīng)方程式的書寫、原電池原理，注意原電池放電時，負極發(fā)生氧化反應(yīng)，為易錯點．