【題目】尿素/H2O2溶液可用于煙氣的脫硫脫硝。

(1)已知T℃時,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H1

2H2O2(I)=2H2O(I)+O2(g) △H2

SO3(g)+H2O(I))=H2SO4(I) △H3

則SO2(g)+H2O2(I))=H2SO4(I) △H4=__________ (用含△H1、△H2、△H3的代數(shù)式表示)

(2)尿素[CO(NH2)2]溶液對NOx及SO2有一定的脫除率。將SO2和NOx (N〇約占90%)通入氧氣的體積分?jǐn)?shù)為7%、尿素濃度為5%的反應(yīng)器中進(jìn)行反應(yīng)。

①煙氣中SO2最終轉(zhuǎn)化為一種正鹽,其化學(xué)式為______________;NO和NO2以物質(zhì)的量之比1:1與CO(NH2)2反應(yīng)生成無毒氣體的化學(xué)方程式為_______________。

②氨基甲酸銨(H2NCOONH4)是尿素的水解產(chǎn)物,將一定量的氨基甲酸銨置于恒容密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) △H,實驗測得不同溫度下平衡時氣體的總濃度如下表:

溫度/K

338

343

348

353

平衡時氣體的總濃度/mol L-1

0.36

0.48

0.60

0.72

該反應(yīng)的△H__________(填“>”或“<”)0;348K時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K__________________。

(3)其他條件不變,向尿素溶液中添加H2O2溶液,測得不同 pH下氮氧化物的脫除率與時間的關(guān)系如圖所示。

①NO與H2O2發(fā)生反應(yīng)生成亞硝酸時,氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為____________。

(2)脫硝時,最佳pH為_________;在堿性較強(qiáng)時,NOx脫除率降低,其原因是___________(任寫一點)。

【答案】 ΔH1+ΔH2+ΔH3 (NH4)2SO4 NO+NO2+CO(NH2)22N2+CO2+2H2O > 0.032 1:2 7 H2O2氧化性減弱(或其他合理答案)

【解析】(1). 反應(yīng)SO2(g)+H2O2(I))=H2SO4(I)可由①2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)2H2O2(I)=2H2O(I)+O2(g)③SO3(g)+H2O(I))=H2SO4(I)經(jīng)如下處理①+②+③得到,所以 △H4= ΔH1+ΔH2+ΔH3

(2). ①煙氣中SO2通入氧氣的體積分?jǐn)?shù)為7%、尿素濃度為5%的反應(yīng)器中,二氧化硫可以被氧氣氧化為硫酸,硫酸可以催化尿素(分子中含酰胺鍵)發(fā)生水解,并與尿素的水解產(chǎn)物氨反應(yīng)生成硫酸銨,所以最終轉(zhuǎn)化的正鹽化學(xué)式為(NH4)2SO4 ;NONO2以物質(zhì)的量之比1:1與CO(NH2)2反應(yīng)生成無毒氣體,根據(jù)NON元素的化合價為+2,NO2N元素的化合價為+4,而中N元素化合價為-3、C元素的化合價為+4,三種價態(tài)的N元素發(fā)生歸中反應(yīng)右生成氮氣,+4價的C可以轉(zhuǎn)化為CO2,所以此無毒氣體是氮氣和二氧化碳,化學(xué)方程式為NO+NO2+CO(NH2)22N2+CO2+2H2O。②將一定量的氨基甲酸銨置于恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng),根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知,平衡時氣體的總濃度隨溫度的升高而增大,所以升高溫度后,化學(xué)平衡向正反應(yīng)反應(yīng)方向移動,因此,正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),△H>0。348K時,平衡氣體的總濃度為0.60/mol L-1, 由NH2COONH4(s)2NH3(g)CO2(g)可求出c(NH3)=0.40 mol L-1、c(CO2)=0.20 mol L-1, 代入該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= c2(NH3) c(CO2)= 0.032。

(3). ①NOH2O2發(fā)生反應(yīng)生成亞硝酸時,雙氧水是氧化劑,一氧化氮是還原劑,化學(xué)方程式為2NO+H2O2=2HNO2,所以氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2。

(2)由圖中信息可知:pH=7時,氮氧化物脫除率最高,所以脫硝時,最佳pH為7;在堿性較強(qiáng)時,NOx脫除率降低,其原因是H2O2氧化性隨溶液堿性增強(qiáng)而減弱。

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C. c點:c(OH)+c(CO)=c(H)+c(H2CO3)

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④在強(qiáng)酸性溶液中:K+、Fe2+、SO42﹣、Br

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⑥在中性溶液中:K+、Fe3+、SO42﹣、Br

⑦在水電離產(chǎn)生的c(H+)=10-12 mol·L-1的溶液:K+、Ba2+、Cl-、Br-

A. ①④ B. ③⑥ C. ①⑤ D. ④⑦

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