氮氧化物是大气污染物之一,消除氮氧化物的方法有多种。
(1)利用甲烷催化还原氮氧化物。已知:
CH4 (g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H =-574 kJ/mol
CH4(g)+4NO(g) = 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H =-1160 kJ/mol
则CH4 将NO2 还原为N2 的热化学方程式为 。
(2)利用NH3催化还原氮氧化物(SCR技术)。该技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。 反应的化学方程式为:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g) ΔH < 0
为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是 (写出1条即可)。
(3)利用ClO2氧化氮氧化物。其转化流程如下:
NONO2
N2
已知反应Ⅰ的化学方程式为2NO+ ClO2 + H2O = NO2 + HNO3 + HCl,则反应Ⅱ的化学方程式是 ;若生成11.2 L N2(标准状况),则消耗ClO2 g 。
(4)利用CO催化还原氮氧化物也可以达到消除污染的目的。
已知质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。如图是反应2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、等质量催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线。据此判断该反应的△H 0 (填“>”、“<”或“无法确定”);催化剂表面积S1 S2 (填“>”、“<”或“无法确定”)。
(1)CH4 (g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H =-867 kJ/mol (3分)
(2)增大NH3的浓度或减小反应体系的压强或降低反应体系的温度等(合理答案也计分)
(3)2NO2 + 4 Na2SO3 = N2 + 4 Na2SO4 67.5
(4)< >
题目分析:(1)将已知的两个热化学方程式相加除以2即得,答案为CH4 (g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H =-867 kJ/mol
(2)提高氮氧化物的转化率即使反应正向进行,根据勒夏特列原理,可采取增大NH3的浓度或减小反应体系的压强或降低反应体系的温度等措施;
(3)反应Ⅱ中反应物为NO2、Na2SO3,产物之一有N2,根据氧化还原反应理论,可推断另一产物为Na2SO4化学方程式是2NO2 + 4 Na2SO3 = N2 + 4 Na2SO4;若生成11.2 L N2(标准状况),其物质的量为0.5mol,消耗NO2的物质的量为1mol,从而可计算出消耗ClO2的质量为67.5g;
(4)根据化学平衡中的“先拐先平”规律,温度高的先达平衡,表面积大的速率快,先达平衡,所以T2>T1,S1>S2,随温度升高,CO的浓度增大,说明升温平衡逆向移动,正向是放热反应△H<0。