Question

氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一．消除氮氧化物有多种方法．
（1）可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=-574kJ/mol
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-1160kJ/mol
则CH₄（g）将NO₂（g）还原为N₂（g）的热化学方程式是

 

．
（2）NH₃催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术．
发生的化学反应是：2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g） 

180℃

催化剂

 2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0．
为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是

 

．
（3）利用ClO₂ 氧化氮氧化物反应过程如下：
反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+2HCl，反应Ⅱ的化学方程式是

 

．若有11.2L N₂生成（标准状况），共消耗ClO₂

 

 g．
（4）工业废气中含有的NO₂还可用电解法消除．用NO₂为原料可制新型绿色硝化剂N₂O₅．制备方法之一是先将NO₂转化为N₂O₄然后采用电解法制备 N₂O₅，装置如图所示．Pt甲为

 

极，电解池中生成N₂O₅的电极反应式是

 

．

Answer 1

分析：（1）根据盖斯定律来写热化学方程式；
（2）根据增大NH₃浓度、增大压强、降低温度平衡正向移动，氮氧化物的转化率增大；
（3）根据二氧化氮具有氧化性，能氧化Na₂SO₃生成Na₂SO₄，本身被还原成氮气；通过化学方程式建立关系式然后计算；
（4）由N₂O₄制取N₂O₅需要是去电子，所以N₂O₅在阳极区生成．

解答：解：（1）①CH₄（g）+4N0₂（g）=4NO（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=-574kJ?mol^-1，
②CH₄（g）+4N0（g）=2N₂（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=-1160kJ?mol^-1，
由

①+②

2

得：CH₄（g）+2N0₂（g）=N₂（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=

-574kJ?mol-1-1160kJ?mol-1

2

=-867KJ/mol，
故答案为：CH₄（g）+2N0₂（g）=N₂（g）+C0₂（g）+2H₂0（g）△H=-867KJ/mol；
（2）增大NH₃浓度、减小压强、降低温度平衡正向移动，氮氧化物的转化率增大，故答案为：增大NH₃浓度（或减小压强、降低温度）；
（3）二氧化氮具有氧化性，能氧化Na₂SO₃生成Na₂SO₄，本身被还原成氮气，方程式为2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄，故答案为：2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄；
由2NO+ClO₂+H₂O═NO₂+HNO₃+2HCl，2NO₂+4Na₂SO₃═N₂+4Na₂SO₄得：
 2ClO₂ ～N₂
 135g          22.4L
67.5g          11.2L
所以共消耗ClO₂67.5g，故答案为：67.5；
（4）从电解原理来看，N₂O₄制备N₂O₅为氧化反应，则N₂O₅应在阳极区生成，反应式为N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺，故答案为：阳；N₂O₄+2HNO₃-2e^-=2N₂O₅+2H⁺．

点评：本题涉及热化学方程式、化学平衡移动、化学计算、电解原理等知识点，题目难度较高．