Question

【題目】利用氨氣脫硝除是大氣污染防治研究的熱點(diǎn)，脫硝過(guò)程中涉及的反應(yīng)為：

主反應(yīng)：

副反應(yīng)：

①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.5KJ/mol

②4NH3(g)+4O2(g)=2N2O(g)+6H2O(g) △H=-1104.9KJ/mol

③4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=-1269.0KJ/mol

回答下列問(wèn)題：

（1）主反應(yīng)的△H為______

（2）如圖所示，保持其它條件相同，使用兩種不同的催化劑，主反應(yīng)NO的轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系如圖所示：

①選用催化劑I的優(yōu)勢(shì)有______寫出一點(diǎn)

②R點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度為2100C，低于2100C，NO的轉(zhuǎn)化率是不是對(duì)應(yīng)溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率，請(qǐng)作出判斷并寫出理由______．

（3）常溫下，在通入氧氣的條件下用的NaOH溶液吸收NO也可實(shí)現(xiàn)脫硝產(chǎn)物主要為和，已知反應(yīng)后溶液的，溶液中濃度為5.6×10-2mol/L，忽略反應(yīng)過(guò)程中溶液體積變化，的電離平衡常數(shù)為5.1×10-4，則：

①c(NO2-)c(OH-)/c(HNO2)=______

②某溶液中c(NO2-)=1.0×10-6mol/L，取該溶液5mL，加入一滴的硝酸銀溶液一滴為，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明能否產(chǎn)生沉淀______[Ksp(AgNO2)=2×10-8]

Answer 1

【答案】- 催化劑I在低溫下就能使主反應(yīng)NO的轉(zhuǎn)化率很高，若使用此催化劑脫硝，更有利于節(jié)約能源 低于210℃時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，而主反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度向逆反應(yīng)進(jìn)行，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率應(yīng)隨溫度升高而降低，與平衡移動(dòng)得到的結(jié)論不一致，故該溫度范圍內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率都是非平衡轉(zhuǎn)化率 5.1×106 不能

【解析】

(1)主反應(yīng)的△H可利用蓋斯定律由副反應(yīng)求得；

(2)觀察圖可知，溫度低于400℃時(shí)，催化劑I催化效率明顯比催化劑II高；催化劑II的催化效率先增后減。由于催化劑對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率沒(méi)有影響，所以可先根據(jù)主反應(yīng)的熱效應(yīng)判斷溫度高于210℃時(shí)是否達(dá)到平衡，再結(jié)合圖形判斷溫度低于210℃時(shí)是否達(dá)到平衡。

(3) ①可借助的電離平衡常數(shù)和水的電離常數(shù)來(lái)計(jì)算的值；②可根據(jù)離子積和溶度積的關(guān)系判斷沉淀能否生成。

(1)根據(jù)蓋斯定律，由三個(gè)副反應(yīng)可計(jì)算主反應(yīng)的ΔH=③2－①=－1269.0KJ/mol2－(－905.5KJ/mol)= －1632.5kJ/mol。答案為：－1632.5kJ/mol；

(2) ①觀察圖可知，溫度低于400℃時(shí)，催化劑I催化效率明顯比催化劑II高，且在更低溫度(150℃左右)催化效率更高，有利于節(jié)約能源；答案為：催化劑I在低溫下就能使主反應(yīng)NO的轉(zhuǎn)化率很高，若使用此催化劑脫硝，更有利于節(jié)約能源；

②根據(jù)計(jì)算結(jié)果可知，主反應(yīng)為放熱反應(yīng)，所以如果反應(yīng)達(dá)到平衡，升高溫度將向逆反應(yīng)進(jìn)行，NO的平衡轉(zhuǎn)化率降低。而觀察圖象可知，低于210℃時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，與平衡移動(dòng)得到的結(jié)論不一致，所以反應(yīng)未達(dá)平衡。答案為：低于210℃時(shí)，NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大，而主反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度向逆反應(yīng)進(jìn)行，則NO的平衡轉(zhuǎn)化率應(yīng)隨溫度升高而降低，與平衡移動(dòng)得到的結(jié)論不一致，故該溫度范圍內(nèi)NO的轉(zhuǎn)化率都是非平衡轉(zhuǎn)化率；

(3)①由HNO2H++NO2-，有：，則：。答案為：5.1×106

②滴入硝酸銀溶液后：c(NO2-)≈1.0×10-6mol/L，≈1.0×10-3mol/L，濃度商Qc=c(NO2-)×c(Ag＋)≈ 1.0×10-6×1.0×10-3＝1.0×10-9<Ksp(AgNO2)，故不能生成沉淀；答案為：不能。