Question

【題目】煙氣（主要污染物SO2、NOx）經(jīng)O3預(yù)處理后用堿液吸收，可減少煙氣中SO2、NOx的含量。常溫下，O3是一種有特殊臭味、穩(wěn)定性較差的淡藍(lán)色氣體。O3氧化煙氣中NOx時主要反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：

2NO(g) +O2(g)＝2NO2(g)　 H1= a kJ·mol－1

NO(g) +O3(g)＝NO2(g) +O2(g)　 H2= b kJ·mol－1

4NO2(g) +O2(g) ＝2N2O5(g)　 H3= c kJ·mol－1

（1）反應(yīng)6NO2 (g) +O3(g)＝3N2O5(g) H＝____kJ·mol－1。

（2）O3氧化NO的氧化率隨溫度變化情況如圖-1。隨著溫度升高NO的氧化率下降的原因可能是____。NO也可被O3氧化為 NO2、NO3，用NaOH溶液吸收若只生成一種鹽，該鹽的化學(xué)式為____。

（3）一定條件下，向NOx/O3混合物中加入一定濃度的SO2氣體，進(jìn)行同時脫硫脫硝實驗。實驗結(jié)果如圖-2。同時脫硫脫硝時NO的氧化率略低的原因是____；由圖可知SO2對 NO的氧化率影響很小，下列選項中能解釋該結(jié)果的是____（填序號）。

a．O3氧化SO2反應(yīng)的活化能較大

b．O3與NO反應(yīng)速率比O3與SO2反應(yīng)速率快

c．等物質(zhì)的量的O3與NO反應(yīng)放出的熱量比與SO2反應(yīng)的多

（4）尿素［CO(NH2)2］在高溫條件下與NO反應(yīng)轉(zhuǎn)化成三種無毒氣體，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為____。也可將該反應(yīng)設(shè)計成堿性燃料電池除去煙氣中的氮氧化物，該燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式是____。

Answer 1

【答案】 O3在較高溫度下易分解 NaNO3 SO2的氧化消耗了少量O3，減小了O3的濃度 a b 2CO(NH2)2+ 6NO5N2+2CO2+4H2O CO(NH2)2 － 6e- + 8OH－ = CO32-+ N2↑+ 6H2O

【解析】

根據(jù)蓋斯定律可將熱化學(xué)方程式進(jìn)行加減運算。解釋實驗結(jié)果，必須先清楚實驗現(xiàn)象（圖象數(shù)據(jù)關(guān)系），再用化學(xué)原理分析可能原因。

(1)將三個已知熱化學(xué)方程式自上而下編號為①②③，(1)中所求熱化學(xué)方程式編號為④。消去無關(guān)物質(zhì)，保留有關(guān)物質(zhì)，得④＝③×+②－①×，得ΔH＝ΔH3×+ΔH2－ΔH1×＝ 。

(2)O3氧化NO的反應(yīng)為NO +O3＝NO2 +O2 。溫度升高，O3分解為O2，使NO的氧化率下降。 NO2、NO3組成的混合物相當(dāng)于N2O5（物質(zhì)的量之比1:1時），N2O5是酸性氧化物，用NaOH溶液吸收時生成鹽的化學(xué)式為NaNO3。

(3)圖－2表明相同條件下，有SO2時NO的氧化率略低于無SO2時NO的氧化率。可能是共存的SO2消耗了少量O3，使與NO反應(yīng)的O3略有減少。

脫硝反應(yīng)為NO +O3＝NO2 +O2，脫硫反應(yīng)為SO2 +O3＝SO3 +O2。圖－2表明相同條件下，脫硝反應(yīng)中NO氧化率較高，脫硫反應(yīng)中SO2氧化率很低。可能是脫硝反應(yīng)活化能小、反應(yīng)快，脫硫反應(yīng)活化能大、反應(yīng)慢。能解釋該結(jié)果的是a b 。

(4)由反應(yīng)物的組成元素，可判斷生成的三種無毒氣體是N2、CO2、H2O，進(jìn)而寫出化學(xué)方程式 2CO(NH2)2+ 6NO5N2+2CO2+4H2O。該反應(yīng)設(shè)計成堿性燃料電池時，負(fù)極CO(NH2)2失電子，負(fù)極反應(yīng)為CO(NH2)2 － 6e- + 8OH－ = CO32- + N2↑ + 6H2O；正極NO得電子，正極反應(yīng)為2NO+4e-+ 2H2O＝N2↑ + 4OH－。