Question

氮氧化物是大气的主要污染物之一，能形成酸雨、雾霾。大气中的氮氧化物NO_x（以NO为主），主要来源于燃料的燃烧。

（1）在燃烧过程中氮气会转化为NO

已知：N₂(g)+ O₂(g)= 2NO(g)  ΔH= -180.5kJ·mol^-1。N≡N键能941kJ·mol^-1、O＝O键能499 kJ·mol^-1

①从影响化学反应速率的角度分析，可采取__________措施（填两点即可），降低NO_x的排放。

②计算NO中氮氧键的键能________kJ·mol^-1。

③该反应的活化能________反应物键能总和（填“>”、“=”、“<”、“不确定”）。

（2）用活化后的V₂O₅作催化剂，氨气将NO还原成N₂的一种反应历程如图1所示。

       

①写出总反应化学方程式____________。

②测得该反应的平衡常数与温度的关系为：lg Kp = 5.08+217.5/T，该反应是________热反应（填“吸”、“放”）。

③该反应的含氮气体组分随温度变化如图2所示，当温度达到700K时，发生副反应的化学方程式_______。

（3）下图是用食盐水做电解液电解烟气脱氮的一种原理图，NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO₃^-，尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气。右下图，电流密度和溶液pH对烟气脱硝的影响。

     

①溶液的pH对NO去除率影响的原因是__________。

②若极板面积10cm²，实验烟气含NO 1.5%，流速为0.070L·s^-1（气体体积已折算成标准状态，且烟气中无其他气体被氧化），法拉第常数为96500 C·mol^-1，测得电流密度为1.0 A·cm^-2。列式计算实验中NO除去率_________。

Answer

（1）①降低氧气（或空气）浓度；降低燃烧温度；②810.25；③<；

（2）①4NH3+4NO＋O2=4N2+6H2O；②放；③4NH3＋5O24NO＋6H2O；

（3）①次氯酸钠在酸性条件下氧化性增强。

②。

【解析】

试题分析：（1）①从影响化学反应速率的角度进行分析，应先化学反应速率的因素一般是温度、浓度、压强、催化剂，因此可以通过降低温度、增大压强、降低反应物的浓度来达到减少排放；②反应热=反应物键能总和－生成物键能总和=941＋499－2x=－180.5，解得x=810.25kJ·mol－1；③活化能：分子从常态转变为容易发色好难过化学反应的活跃状态所需要的最低能量，键能：断裂1mol化学键所需要的最低能量，此反应是放热反应，因此该反应的活化能小于反应物的键能总和；(2)根据图1，V2O5作催化剂，参加反应的反应物是NH3、NO、O2，因此反应方程式为：4NH3+4NO＋O2=4N2+6H2O；②根据平衡常数与温度的关系，随温度的升高Kp减小，根据勒夏特列原理，温度升高，平衡向逆反应反应方向进行，即正反应方向为放热反应；③根据图2，NO的量增加，发生的副反应是4NH3＋5O24NO＋6H2O； (3)电解饱和食盐水，2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑，Cl2＋2NaOH=NaCl＋NaClO＋H2O，在酸性条件下，NaClO的氧化性增强，生成了HClO；②1molNO被氧化成NO3－，化合价由＋2价→＋5价，失去3mol电子，因此去除率。

考点：考查反应热计算、化学平衡常数、元素及其化合物的性质、化学计算等知识。