Question

【题目】氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。

(1) 以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下：

① 2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s)；ΔH＝－159.47 kJ·mol1

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

③ 2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH＝－86.98 kJ·mol1

则a为____。

(2) 尿素可用于湿法烟气脱氮工艺，其反应原理为：NO＋NO2＋H2O＝2HNO2；2HNO2＋CO(NH2)2＝2N2↑＋CO2↑＋3H2O。

① 当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO2)＝5∶1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V(空气)∶V(NO)＝____(空气中氧气的体积含量大约为20%)。

② 如图表示尿素含量对脱氮效率的影响，从经济因素上考虑，一般选择尿素浓度约为____%。

(3)用稀硝酸吸收NOx，得到HNO3和HNO2(弱酸)的混合溶液，电解该混合溶液可获得较浓的硝酸。写出电解时阳极的电极反应式：____。

(4)利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为90s的情况下，测得不同条件下NO的脱氮率如图所示。

① 由图知，当废气中的NO含量增加时，宜选用____法提高脱氮的效率。

② 图Ⅱ中，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+，提高了脱氮的效率，其可能原因为____。

(5)研究表明：NaClO/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。图所示为复合吸收剂组成一定时，温度对脱硫脱硝的影响。温度高于60℃后，NO去除率下降的原因为____。

Answer 1

【答案】+72.49 1:1 5(±0.2) HNO22e+H2O＝3H++NO3 好氧硝化 Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用 温度升高H2O2分解速率加快

【解析】

（1）根据所给反应，依据盖斯定律可求a；

（2）根据方程式，可以看出，当烟气中NO、NO2按1：1是效率最佳，分析计算当V（NO）：V（NO2）=5:1时，通入的空气将NO和NO2的体积比变为1:1，从而确定空气和NO的体积比；由图中的曲线变化分析，随尿素浓度变化，脱氮效率的变化，可得结论；

（3）依据电解原理，阳极发生失去电子的氧化反应，在阳极亚硝酸失电子生成硝酸；

（4）观察图中曲线的变化情况，即可得出结论；

（5）NaClO/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝，但其中的H2O2，温度升高分解速率加快，NO去除率下降；

（1）①，

②，

③

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

本题答案为：+72.49；

（2）①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳，即1：1，若烟气中V(NO)：V(NO2)=5:1时，设通入空气中氧气体积为x；2NOO2=2NO2

2x x 2x 有=1:1

计算得到x=1，空气体积为5，所以同温同压下，V(空气)∶V(NO)=1：1；

②由图中的曲线可以看出，尿素浓度达到之前，脱氮效率随着尿素浓度的增加而增加；尿素浓度达到后，脱氮效率随着尿素浓度的增加变化很小；因此从经济因素上考虑，尿素浓度一般约为；

本题答案为：1：1 ，；

（3）依据电解原理，阳极发生失去电子的氧化反应，在阳极亚硝酸失电子生成硝酸，电极反应式为：HNO22e+H2O＝3H++NO3；

本题答案为：HNO22e+H2O＝3H++NO3；

（4）①图I可以看出，当废气中的NO含量增加时，好氧硝化法，脱氮率高，故应选好氧硝化法；

②从图Ⅱ不难看出，在同等条件下，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+，提高了脱氮的效率，所以Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用；

本题答案为：好氧硝化，Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用；

（5）NaClO/H2O2酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝，但其中的H2O2，温度升高分解速率增大，从图III可以看出，使NO去除率下降；

本题答案为：温度升高H2O2分解速率加快。