题目

题型：不详难度：来源：

SNCR－SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NO_x），其流程如下：

（1）反应2NO＋2CO2CO₂＋N₂能够自发进行，则该反应的ΔH       0（填“＞”或“＜”）。
（2）SNCR－SCR流程中发生的主要反应有：
4NO(g)＋4NH₃(g)＋O₂(g)4N₂(g)＋6H₂O(g) ΔH＝－1627.2kJ•mol^－1；
6NO(g)＋4NH₃(g)5N₂(g)＋6H₂O(g) ΔH＝－1807.0 kJ•mol^－1；
6NO₂(g)＋8NH₃(g)7N₂(g)＋12H₂O(g) ΔH＝－2659.9 kJ•mol^－1；
反应N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)的ΔH＝          kJ•mol^－1。
（3）NO和NH₃在Ag₂O催化剂表面的反应活性随温度的变化曲线见图。

①由图可以看出，脱硝工艺流程应在    （填“有氧”或“无氧”）条件下进行。
②随着反应温度的进一步升高，在有氧的条件下NO的转化率明显下降的可能原因是                                   。
（4）NO₂也可用尿素[CO(NH₂)₂]还原，写出尿素与NO₂反应的化学方程式：                         。
（5）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理见图11。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为                             。若生成1molY，则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为       L。

答案

（1）＜（2）179.8（3）①有氧②温度升高，发生了副反应：4NH₃＋7O₂＝4NO₂＋6H₂O。（若答温度升高，NO_x和NH₃反应的化学平衡向逆反应方向移动也可。）（4）4CO(NH₂)₂＋6NO₂＝7N₂＋4CO₂＋8H₂O（5）NO₂＋NO₃^－－e^－＝N₂O₅   11.2

解析

试题分析：（1）能自发进行的反应：ΔH-TΔS<0，该反应的ΔS<0，所以ΔH<0。（2）由盖斯定律得ΔH=（1807-1627.2）kJ•mol^－1=+179.8 kJ•mol^－1。（3）由图可知，无氧条件下NO转化率太低。温度升高，NO转化率下降，NO₂产率增大，可能NH₃与氧气生成了NO₂。（4）尿素中C为+4价、N为-3价，尿素与NO₂发生价态归中反应生成氮气，同时生成二氧化碳和水。（5）通二氧化氮的电极为负极、通氧气的电极为正极，石墨I电极上发生氧化反应，生成氧化物Y，考虑N最高价为+5价可知Y为N₂O₅，电极反应式为NO₂＋NO₃^－－e^－＝N₂O₅。总反应为4NO₂+O₂=2N₂O₅，生成1molN₂O₅消耗氧气0.5mol。