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【題目】氮的化合物合成、應用及氮的固定一直是科學研究的熱點。

(1) CO2NH3為原料合成化肥尿素的主要反應如下:

2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol1

NH2CO2NH4(s)=CO (NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol1

2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol1

a____。

(2) 尿素可用于濕法煙氣脫氮工藝,其反應原理為:NO+NO2+H2O=2HNO2;2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。

當煙氣中NO、NO2按上述反應中系數比時脫氮效果最佳。若煙氣中V(NO)V(NO2)=51時,可通入一定量的空氣,同溫同壓下,V(空氣)V(NO)=____(空氣中氧氣的體積含量大約為20%)。

如圖表示尿素含量對脫氮效率的影響,從經濟因素上考慮,一般選擇尿素濃度約為____%。

(3)用稀硝酸吸收NOx,得到HNO3HNO2(弱酸)的混合溶液,電解該混合溶液可獲得較濃的硝酸。寫出電解時陽極的電極反應式:____。

(4)利用脫氮菌可凈化低濃度NO廢氣。當廢氣在塔內停留時間均為90s的情況下,測得不同條件下NO的脫氮率如圖所示。

由圖知,當廢氣中的NO含量增加時,宜選用____法提高脫氮的效率。

圖Ⅱ中,循環(huán)吸收液加入Fe2+、Mn2+,提高了脫氮的效率,其可能原因為____。

(5)研究表明:NaClO/H2O2酸性復合吸收劑可同時有效脫硫、脫硝。圖所示為復合吸收劑組成一定時,溫度對脫硫脫硝的影響。溫度高于60℃后,NO去除率下降的原因為____

【答案】+72.49 1:1 5(±0.2) HNO22e+H2O=3H++NO3 好氧硝化 Fe2+、Mn2+對該反應有催化作用 溫度升高H2O2分解速率加快

【解析】

(1)根據所給反應,依據蓋斯定律可求a;

(2)根據方程式,可以看出,當煙氣中NO、NO211是效率最佳,分析計算當VNO):VNO2=5:1時,通入的空氣將NONO2的體積比變?yōu)?/span>1:1,從而確定空氣和NO的體積比;由圖中的曲線變化分析,隨尿素濃度變化,脫氮效率的變化,可得結論;

(3)依據電解原理,陽極發(fā)生失去電子的氧化反應,在陽極亞硝酸失電子生成硝酸;

(4)觀察圖中曲線的變化情況,即可得出結論;

(5)NaClO/H2O2酸性復合吸收劑可同時有效脫硫、脫硝,但其中的H2O2,溫度升高分解速率加快,NO去除率下降;

(1)①,

,

由蓋斯定律可得②=③-①得:a=-86.98kJ/mol-(-159.47kJ/mol)=+72.49kJ/mol;

本題答案為:+72.49;

(2)①當煙氣中NO、NO2按上述反應中系數比時脫氮效果最佳,即1:1,若煙氣中V(NO):V(NO2)=5:1時,設通入空氣中氧氣體積為x;2NOO2=2NO2

2x x 2x 有=1:1

計算得到x=1,空氣體積為5,所以同溫同壓下,V(空氣)∶V(NO)=1:1;

②由圖中的曲線可以看出,尿素濃度達到之前,脫氮效率隨著尿素濃度的增加而增加;尿素濃度達到后,脫氮效率隨著尿素濃度的增加變化很;因此從經濟因素上考慮,尿素濃度一般約為;

本題答案為:1:1 ,

(3)依據電解原理,陽極發(fā)生失去電子的氧化反應,在陽極亞硝酸失電子生成硝酸,電極反應式為:HNO22e+H2O=3H++NO3;

本題答案為:HNO22e+H2O=3H++NO3;

(4)①圖I可以看出,當廢氣中的NO含量增加時,好氧硝化法,脫氮率高,故應選好氧硝化法;

②從圖Ⅱ不難看出,在同等條件下,循環(huán)吸收液加入Fe2+、Mn2+,提高了脫氮的效率,所以Fe2+、Mn2+對該反應有催化作用;

本題答案為:好氧硝化,Fe2+Mn2+對該反應有催化作用;

(5)NaClO/H2O2酸性復合吸收劑可同時有效脫硫、脫硝,但其中的H2O2,溫度升高分解速率增大,從圖III可以看出,使NO去除率下降;

本題答案為:溫度升高H2O2分解速率加快。

練習冊系列答案
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