Question

烟气的脱硫（除SO₂）技术和脱硝（除NO_x）技术都是环境科学研究的热点．
（1）选择性催化还原法的脱硝原理为：6NO_x+4xNH₃

催化剂  .

（3+2x）N₂+6xH₂O
①上述反应中每转移3mol电子，生成标准状况下N₂的体积为

16.8+11.2x

x

L．
②已知：2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （g）△H=-483.6kJ?mol^-1
N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1
N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=-180.5kJ?mol^-1
则反应6NO（g）+4NH₃（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）的△H=

-724.5kJ?mol^-1

．
（2）目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝（NO）原理，其脱硝机理示意图如下图1，脱硝率与温度，负载率（分子筛中催化剂的质量分数）的关系如图2所示．

①写出该脱硝原理总反应的化学方程式：

6NO+3O₂+2C₂H₄

催化剂  .

3N₂+4CO₂+4H₂O

．
②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是

350℃、负载率3%

．

Answer 1

分析：（1）①反应中氨气中的N元素由-3价升高为0价，据此计算转移3mol电子参加反应的氨气的物质的量，再根据方程式计算生成的氮气，根据V=nV_m计算氮气的体积；
②根据盖斯定律，利用已知热化学方程式乘以合适的系数进行加减，反应热也乘以相应的系数进行相应的计算；
（2）①图1可知，在催化剂的作用下，C₂H₄与NO、O₂反应最终生成N₂、CO₂、H₂O；
②为达到最佳脱硝效果，应满足脱硝率高，负载率低，适宜的温度．

解答：解：（1）①反应中氨气中的N元素由-3价升高为0价，转移3mol电子参加反应的氨气的物质的量为

3mol

3

=1mol，根据方程式可知生成的氮气的物质的量为

1mol×(3+2x)

4x

=

3+2x

4x

mol，氮气的体积为

3+2x

4x

mol×22.4L/mol=

16.8+11.2x

x

L，
故答案为：

16.8+11.2x

x

；
②已知：①2H₂（g）+O₂（g）=2H₂O （g）△H=-483.6kJ?mol^-1
②N₂（g）+3H₂（g）=2NH₃（g）△H=-92.4kJ?mol^-1
③N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=-180.5kJ?mol^-1
由盖斯定律，①×3-②×2-③×3得6NO（g）+4NH₃（g）=5N₂（g）+6H₂O（g），
故△H=3×（-483.6kJ?mol^-1）-2×（-92.4kJ?mol^-1）-3×（-180.5kJ?mol^-1）=-724.5kJ?mol^-1，
故答案为：-724.5kJ?mol^-1；
（2）①图1可知，在催化剂的作用下，C₂H₄与NO、O₂反应最终生成N₂、CO₂、H₂O，反应总方程式为6NO+3O₂+2C₂H₄

催化剂  .

3N₂+4CO₂+4H₂O，
故答案为：6NO+3O₂+2C₂H₄

催化剂  .

3N₂+4CO₂+4H₂O；
②（6）由图可知，b曲线的最高点处，脱硝率高，负载率低，适宜的温度，适合条件为350℃、负载率3%，故答案为：350℃、负载率3%．

点评：本题以烟气的脱硫和脱硝为载体，考查环境保护、氧化还原反应计算、反应热计算、方程式书写以阅读获取信息等，题目难度中等，本题注意把握数据处理和图象分析．