Question

氮氧化物会形成光化学烟雾和酸雨，可采取下列方法对氰氧化物进行处理。

（1） SNCR脱硝技术的原理：

____________

（2） NSR (NO_x储存还原)工作原理：

NO_x的储存和还原在不同时段交替进行，如图a所示。

①NO_x储存转化为Ba(NO₃)₂过程中，参加反应的NO和0₂的物质的量之比为_________________。

②H₂还原Ba(NO₃)₂的过程分两步进行，图b表示该过程相关物质浓度随时间的变化关系。第一步反应的化学方程式为__________________。

（3）SCR消除氮氧化物的反应原理：

其他条件相同，某密闭容器中分别投入NH₃、NO、O₂，在甲、乙两种催化剂作用下，NO转化率与温度的关系如图c所示。在催化剂甲作用下，图中Y点处（对应温度为210℃）NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率的原因是__________________。工业实际选择催化剂乙的原因是___________________。

（4）①用石灰乳吸收氨的氧化物，原理为：

为使吸收充分___(选填“≥”或“≤”)l。

②目前可采用电解的方法除去废水中的NO₂^-，原理如图d所示。写出阴极的电极反应式：__________________。

Answer

ΔH=–2735.6kJ·mol–1 4∶3 8H2＋Ba(NO3)2 BaO＋2NH3＋5H2O 平衡转化率是该温度下的最大转化率，此时Y点NO的转化率明显低于同温度下乙作催化剂时NO的转化率 在低温下，使用催化剂乙，NO转化率很高 ≥ 2NO＋4H2O＋6e- ===N2＋8 OH— （若答2NO＋8H＋＋6e- ===N2＋4H2O也正确）

【解析】（1）已知：

①4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)＝4N2(g)+6H2O(g) △H＝－1627.2kJ/mol

②6NO(g)+4NH3(g)＝5N2(g)+6H2O(g) △H＝－1807.0kJ/mol

③2NO(g)+O2(g)＝2NO2(g) △H＝－113.0kJ/mol

则根据盖斯定律可知（①－③）×3－②即得到反应6NO2(g)+8NH3(g)＝7N2(g)+12H2O(g) △H＝－2735.6kJ/mol；

（2）①反应中氮元素化合价从+2价升高到+5价，失去3个电子，氧气中氧元素化合价从0价降低到－2价，得到2个电子，根据电子得失守恒可知参加反应的NO和02的物质的量之比为4∶3；②根据图像可知第一步反应的还原产物是氨气，则结合图a可知第一步反应的化学方程式为8H2＋Ba(NO3)2BaO＋2NH3＋5H2O。

（3）由于平衡转化率是该温度下的最大转化率，此时Y点NO的转化率明显低于同温度下乙作催化剂时NO的转化率，所以在催化剂甲作用下，图中Y点处（对应温度为210℃）NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率。根据图像可知在低温下，使用催化剂乙，NO转化率很高，所以工业实际选择催化剂乙；

（4）①由于NO不能与氢氧化钙反应，而NO2可以，所以为使吸收充分，NO2与NO的体积之比应该≥l。②阴极NO2－得到电子发生还原反应生成氮气，因此阴极的电极反应式为2NO2－＋4H2O＋6e-＝N2＋8OH—。