Question

【題目】為更有效處理工業(yè)廢氣中排放的氮氧化物(NOx)、SO2等，減少大氣污染�？茖W(xué)家不斷對(duì)相關(guān)反應(yīng)進(jìn)行研究嘗試。

（1）脫硝反應(yīng)機(jī)理如圖，Cu＋的作用是___，C2H4參與的反應(yīng)方程式__。

（2）選擇性催化還原技術(shù)(SCR)是目前較為成熟的煙氣脫硝技術(shù)，其反應(yīng)原理主要為：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)；ΔH＝-1627kJmol-1

①該方法應(yīng)控制反應(yīng)溫度在315～400℃之間，反應(yīng)溫度不宜過高的原因是__。

②氨氮比n(NH3)/n(NO)會(huì)直接影響該方法的脫硝率。如圖為350℃時(shí)，只改變氨氣的投放量，NO的百分含量與氨氮比的關(guān)系圖。當(dāng)>1.0時(shí)，煙氣中NO含量反而增大，主要原因是___。

（3）煙氣脫硫、脫硝一體化技術(shù)是大氣污染防治研究的熱點(diǎn)。ClO2及NaClO2均是性能優(yōu)良的脫硫脫硝試劑。

某研究小組用ClO2進(jìn)行單獨(dú)脫除SO2實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)得SO2的脫除率隨溶液pH變化如圖所示。當(dāng)3<pH<7時(shí)，隨pH的增大，SO2脫除率逐漸降低，其原因是___；在pH約7.8之后，隨pH的增大，SO2脫除率又開始升高，其原因是___。

Answer 1

【答案】催化劑 2C2H4+6Cu+(NO2)=3N2+4CO2+4H2O+6Cu+ 正反應(yīng)放熱，溫度過高會(huì)降低NO的轉(zhuǎn)化率 NH3和O2再次反應(yīng)生成NO(或4NH3+5O2=4NO+6H2O) pH<7時(shí)，隨著pH值的增大，ClO2的穩(wěn)定性降低氧化性減弱，SO2的脫除率降低 當(dāng)pH>7.8后，隨著堿性的增強(qiáng)，生成ClO2-增多，氧化性增強(qiáng)，SO2的脫除率上升

【解析】

（1）根據(jù)圖象可知，Cu+在反應(yīng)前后不變，乙烯與O2、NO在Cu+作用下生成CO2、N2和H2O，以此分析作答；

（2）①根據(jù)溫度對(duì)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響進(jìn)行分析；

②NH3與O2反應(yīng)生成NO；

（3）根據(jù)題意可知ClO2在酸性條件下穩(wěn)定，酸性減弱，ClO2氧化性減弱；隨著pH的增大，ClO2在堿性條件下可發(fā)生歧化反應(yīng)生成亞氯酸鹽，亞氯酸鹽具有強(qiáng)氧化性。

（1）根據(jù)圖象可知，Cu+在反應(yīng)前后不變，乙烯與O2、NO在Cu+作用下生成CO2、N2和H2O，反應(yīng)方程式為：2C2H4+6Cu+(NO2)=3N2+4CO2+4H2O+6Cu+；

（2）①該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，溫度過高，使脫硝的主要反應(yīng)平衡逆向移動(dòng)，脫硝率降低；

②當(dāng)>1.0時(shí)，過量的NH3與O2反應(yīng)生成NO，所以煙氣中NO的濃度增大，煙氣中NO的含量增大；

（3）根據(jù)題意可知ClO2在酸性條件下穩(wěn)定，具有強(qiáng)氧化性，因此當(dāng)3<pH<7時(shí)，隨pH的增大，SO2脫除率逐漸降低；在pH>7.8時(shí)，隨pH的增大，ClO2在堿性條件下可發(fā)生歧化反應(yīng)生成亞氯酸鹽，亞氯酸鹽具有強(qiáng)氧化性，SO2脫除率又開始升高。