Question

氮氧化物是大气污染物之一，消除氮氧化物的方法有多种。

（1）利用甲烷催化还原氮氧化物。已知：

CH4 (g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)??? △H ＝－574 kJ/mol

CH4(g)＋4NO(g) ＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)?? △H ＝－1160 kJ/mol

则CH4 将NO2 还原为N2 的热化学方程式为??????????????????????????????? 。???????

（2）利用NH3催化还原氮氧化物（SCR技术)。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。 反应的化学方程式为：2NH3(g)＋NO(g)＋NO2(g) ? 2N2(g)＋3H2O(g)　ΔH < 0

为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是????????????????? （写出1条即可）。

（3）利用ClO2 氧化氮氧化物。其转化流程如下：

NONO2N2

已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ ClO2 + H2O ＝ NO2 + HNO3 + HCl，则反应Ⅱ的化学方程式是?? ????????????? ；若生成11.2 L N2（标准状况），则消耗ClO2 ??????? g 。

（4）利用CO催化还原氮氧化物也可以达到消除污染的目的。

已知质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。如图是反应2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、等质量催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。据此判断该反应的△H????? 0 (填“＞”、“＜”或“无法确定”)；催化剂表面积S1????? S2 (填“＞”、“＜”或“无法确定”)。

 

 

Answer 1

【答案】

（1）CH4 (g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)??? △H ＝－867 kJ/mol???? （3分）

（2）增大NH3的浓度或减小反应体系的压强或降低反应体系的温度等（合理答案也计分）

（3）2NO2 + 4 Na2SO3 = N2 + 4 Na2SO4????? 67.5

（4）＜?????? ＞

【解析】

试题分析：（1）将已知的两个热化学方程式相加除以2即得，答案为CH4 (g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)??? △H ＝－867 kJ/mol?

（2）提高氮氧化物的转化率即使反应正向进行，根据勒夏特列原理，可采取增大NH3的浓度或减小反应体系的压强或降低反应体系的温度等措施；

（3）反应Ⅱ中反应物为NO2 、Na2SO3，产物之一有N2，根据氧化还原反应理论，可推断另一产物为Na2SO4化学方程式是2NO2 + 4 Na2SO3 = N2 + 4 Na2SO4；若生成11.2 L N2（标准状况），其物质的量为0.5mol，消耗NO2的物质的量为1mol,从而可计算出消耗ClO2的质量为67.5g;

（4）根据化学平衡中的“先拐先平”规律，温度高的先达平衡，表面积大的速率快，先达平衡，所以T2>T1,S1>S2,随温度升高，CO的浓度增大，说明升温平衡逆向移动，正向是放热反应△H<0。

考点：考查盖斯定律的应用、平衡移动与外界条件的关系、化学方程式的推断及计算、化学平衡图像的分析能力