Question

【題目】近年來環保要求日益嚴格，煙氣脫硫脫硝技術也逐步完善，目前比較成熟的“氨水—臭氧組合高效脫硫脫硝技術方案”原理如圖所示：

(1)靜電除塵處理的煙氣屬于__________(填分散系名稱)，脫硫脫硝塔中待處理煙氣從塔底充入而氨水從中上部噴淋的主要目的是____________________。

(2)已知：2NO2(g)2NO(g)＋O2(g)　ΔH1＝＋115.2 kJ·mol－1；2O3(g) 3O2(g)　ΔH2＝－286.6 kJ·mol－1。寫出臭氧與NO作用產生NO2和O2的熱化學方程式：__________________________。

(3)恒容密閉體系中NO氧化率隨 值的變化以及隨溫度的變化曲線如圖所示。NO氧化率隨值增大而增大的主要原因是__________________。當溫度高于100 ℃時，O3分解產生活性極高的氧原子，NO轉化率隨溫度升高而降低的可能原因：①平衡后，溫度升高平衡逆移；②發生反應__________________。

(4)已知2NO(g)＋2CO(g)2CO2(g)＋N2(g)　ΔH＝－744 kJ·mol－1。為研究汽車尾氣轉化為無毒無害物質的有關反應，在密閉容器中充入10 mol CO和8 mol NO，發生反應，如圖所示為平衡時NO的體積分數與溫度、壓強的關系。當壓強為10 MPa、溫度為T1時，該溫度下平衡常數Kp＝__________MPa－1(保留2位有效數字)(用平衡分壓代替平衡濃度計算，分壓＝總壓×物質的量分數)。

(5)可用電化學法處理廢水中的NH4+，并使其轉化為NH3而循環利用。在含NH4+的廢水中加入氯化鈉，用惰性電極電解。裝置如圖所示，電解時a極的電極反應式為______________________________。

Answer 1

【答案】膠體 利用逆流原理(增大SO2、NO2與氨水的接觸面積)，讓煙氣中的SO2和產生的NO2充分被氨水吸收 NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g) ΔH＝－200.9 kJ·mol－1 n（O3）/n（NO）值增大，O3濃度增加，有利于平衡NO(g)＋O3(g) NO2(g)＋O2(g) 正向移動，NO氧化率增大 NO2＋ONO＋O2 0.089 2NH4+＋2e－=2NH3↑＋H2↑(或2H2O＋2e－=H2↑＋2OH－，NH4+＋OH－=NH3↑＋H2O)

【解析】

(1)利用膠體的電泳可以將煙氣進行靜電除塵；增大被吸收氣體與氨水的接觸面積，延長反應時間；

(2)利用蓋斯定律ΔH2－ΔH1再除以2即可得；

(3)根據平衡移動原理進行分析；

(4)利用三段式進行計算；

(5)用惰性電極電解銨氮變氨氮，是因為陰極上銨根離子得到電子發生還原反應生成氨氣和氫氣，為確保氨氣能揮發出去。

(1)利用膠體的電泳可以將煙氣進行靜電除塵；氣體從下往上擴散而氨水從上往下噴淋，增大被吸收氣體與氨水的接觸面積，延長反應時間，能讓煙氣中的SO2和產生的NO2充分被氨水吸收。

(2) 已知：①2NO2(g)2NO(g)＋O2(g) ΔH1＝＋115.2kJ·mol－1；

②2O3(g)3O2(g) ΔH2＝－286.6kJ·mol－1。

根據蓋斯定律，由②-①得反應NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g) ΔH=ΔH2－ΔH1=－200.9 kJ·mol－1；

(3)根據平衡移動原理，增大n(O3)/n(NO)比值，O3濃度增加，有利于平衡NO(g)＋O3(g)NO2(g)＋O2(g) 正向移動，使NO氧化率增大； 當溫度高于100 ℃時，O3分解生成活性極高的氧原子，NO轉化率降低，說明反應中NO2轉化為NO，故考慮發生了反應NO2＋ONO＋O2；

(4)體積分數為物質的量分數。

2NO(g)＋2CO(g) N2(g)＋2CO2(g)

初始(mol): 8 10 0 0

變化(mol): －2x －2x x 2x

平衡(mol): 8－2x 10－2x x 2x

體積分數＝＝＝25%，解得x＝2；

故Kp＝＝＝0.089MPa－1。

(5)用惰性電極電解銨氮變氨氮，是因為陰極上銨根離子得到電子發生還原反應生成氨氣和氫氣，為確保氨氣能揮發出去，需要保證a極為陰極，否則氨氣將大部分溶解在水中，電極反應式為2NH4+＋2e－===2NH3↑＋H2↑或2H2O＋2e－===H2↑＋2OH－，NH4+＋OH－===NH3↑＋H2O。