Question

煙氣的脫硫（除SO₂）技術和脫硝（除NO_x）技術都是環(huán)境科學研究的熱點．
（1）選擇性催化還原法的脫硝原理為：6NO_x+4xNH₃

催化劑  .

（3+2x）N₂+6xH₂O
①上述反應中每轉移3mol電子，生成標準狀況下N₂的體積為

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
則反應6NO（g）+4NH₃（g）=5N₂（g）+6H₂O（g）的△H=

-724.5kJ?mol^-1

．
（2）目前，科學家正在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝（NO）原理，其脫硝機理示意圖如下圖1，脫硝率與溫度，負載率（分子篩中催化劑的質量分數(shù)）的關系如圖2所示．

①寫出該脫硝原理總反應的化學方程式：

6NO+3O₂+2C₂H₄

催化劑  .

3N₂+4CO₂+4H₂O

．
②為達到最佳脫硝效果，應采取的條件是

350℃、負載率3%

．

Answer 1

分析：（1）①反應中氨氣中的N元素由-3價升高為0價，據(jù)此計算轉移3mol電子參加反應的氨氣的物質的量，再根據(jù)方程式計算生成的氮氣，根據(jù)V=nV_m計算氮氣的體積；
②根據(jù)蓋斯定律，利用已知熱化學方程式乘以合適的系數(shù)進行加減，反應熱也乘以相應的系數(shù)進行相應的計算；
（2）①圖1可知，在催化劑的作用下，C₂H₄與NO、O₂反應最終生成N₂、CO₂、H₂O；
②為達到最佳脫硝效果，應滿足脫硝率高，負載率低，適宜的溫度．

解答：解：（1）①反應中氨氣中的N元素由-3價升高為0價，轉移3mol電子參加反應的氨氣的物質的量為

3mol

3

=1mol，根據(jù)方程式可知生成的氮氣的物質的量為

1mol×(3+2x)

4x

=

3+2x

4x

mol，氮氣的體積為

3+2x

4x

mol×22.4L/mol=

16.8+11.2x

x

L，
故答案為：

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
由蓋斯定律，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，
故答案為：-724.5kJ?mol^-1；
（2）①圖1可知，在催化劑的作用下，C₂H₄與NO、O₂反應最終生成N₂、CO₂、H₂O，反應總方程式為6NO+3O₂+2C₂H₄

催化劑  .

3N₂+4CO₂+4H₂O，
故答案為：6NO+3O₂+2C₂H₄

催化劑  .

3N₂+4CO₂+4H₂O；
②（6）由圖可知，b曲線的最高點處，脫硝率高，負載率低，適宜的溫度，適合條件為350℃、負載率3%，故答案為：350℃、負載率3%．

點評：本題以煙氣的脫硫和脫硝為載體，考查環(huán)境保護、氧化還原反應計算、反應熱計算、方程式書寫以閱讀獲取信息等，題目難度中等，本題注意把握數(shù)據(jù)處理和圖象分析．