Question

【题目】脱除工业废气中的氮氧化物（主要是指NO和NO2）可以净化空气、改善环境，是环境保护的主要课题。

(1)早期是利用NH3还原法，可将NOx还原为N2进行脱除。

已知：①4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH=-905.9kJ·mol-1

②N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1

③H2O(g)H2O(l) ΔH=-44kJ·mol-1

写出常温下，NH3还原NO反应的热化学方程式__。

(2)以漂粉精溶液为吸收剂可以有效脱除烟气中的NO。

①漂粉精溶液的主要成分是Ca(ClO)2，若吸收过程中，消耗的Ca(ClO)2与吸收的NO的物质的量之比为3∶4，则脱除后NO转化为__。

②某一兴趣小组研究不同温度下相同浓度漂粉精溶液对NO脱除率的影响，结果如图所示。图中，40～60℃NO脱除率上升可能的原因为__；60～80℃NO脱除率下降可能的原因为__。

(3)过硫酸钠（Na2S2O8）氧化去除NO

第一步：NO在碱性环境中被Na2S2O8氧化为NaNO2

第二步：NaNO2继续被氧化为NaNO3，反应为++2OH-+2+H2O。

不同温度下，平衡时的脱除率与过硫酸钠（Na2S2O8）初始浓度（指第二步反应的初始浓度）的关系如图所示。

①a、b、c、d四点平衡常数K由大到小的顺序为__，原因是__。

②若a点（0.1，40%）时，的初始浓度为amol·L-1，平衡时pH=13，则65℃时，第二步反应的平衡常数K=__。（用含a的代数式表示，已知65℃时Kw=1.0×10-13）

(4)利用新型材料光催化脱除NO法如图所示。

某电化学小组将过程A、B设计成酸性电解池反应，则该反应中阴极反应方程式为___。

Answer 1

【答案】4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH=-2069.9kJmol-1 HNO3（或NO） 温度升高，化学反应速率加快，有利于NO充分反应 温度升高，气体溶解度下降；（或温度升高，ClO-水解增强，HClO发生分解等） Kb＞Ka=Kc=Kd a、c、d三点在同一温度下，K值相同；b点温度升高，NO的脱除率上升，说明平衡向正向移动，K值增大 O2+2e-+2H+=H2O2

【解析】

利用盖斯定律，将已知热化学方程式调整化学计量数进行相加减，便可得到待求热化学反应方程式；Ca(ClO)2与吸收的NO的物质的量之比为3∶4，利用得失电子守恒，便可求出含N产物的存在形式。温度升高，NO的脱除率提高，应由温度升高引起；温度继续升高，NO脱除率反而降低，则必存在副反应，且温度升高有利于副反应的发生。化学平衡常数受温度变化的影响，温度相同时，平衡常数不变；升高温度，平衡正向移动，则K值增大。求平衡常数时，可由已知数据，建立三段式，代入公式便可求出K值。设计原电池时，正极O2→H2O2，则电极反应式为O2得电子产物与H+反应生成H2O2。

(1)①4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g) ΔH=-905.9kJ·mol-1

②N2(g)＋O2(g)2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1

③H2O(g)H2O(l) ΔH=-44kJ·mol-1

将①-②×5+③×6得：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH=-2069.9kJmol-1。答案为：4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(l) ΔH=-2069.9kJmol-1；

(2) ①发生反应时，Ca(ClO)2中的Cl由+1价降为-1价，则NO失电子后所得产物中N的价态为=5，从而得出脱除后NO转化为HNO3（或）。答案为：HNO3（或）；

②图中，40～60℃时，随温度的升高，NO脱除率上升，显然温度升高有利于反应的进行，可能的原因为温度升高，化学反应速率加快，有利于NO充分反应；60～80℃时，温度升高，NO脱除率下降，则应为反应物浓度的下降等，所以可能的原因为温度升高，气体溶解度下降；（或温度升高，ClO-水解增强，HClO发生分解等）。答案为：温度升高，化学反应速率加快，有利于NO充分反应；温度升高，气体溶解度下降；（或温度升高，ClO-水解增强，HClO发生分解等）；

(3)①a、c、d三点温度相同，平衡常数相等，b点时温度高，亚硝酸根脱除率大，则表明温度升高平衡正向移动，K值增大，则平衡常数K由大到小的顺序为Kb＞Ka=Kc=Kd，原因是a、c、d三点在同一温度下，K值相同；b点温度升高，的脱除率上升，说明平衡向正向移动，K值增大。答案为：Kb＞Ka=Kc=Kd；a、c、d三点在同一温度下，K值相同；b点温度升高，的脱除率上升，说明平衡向正向移动，K值增大；

②pH=13，65℃时Kw=1.0×10-13，则c(OH-)=1mol/L，利用题给数据，可建立如下三段式：

65℃时，第二步反应的平衡常数K==。答案为：；

(4)某电化学小组将过程A、B设计成酸性电解池反应，则该反应中阴极为过程A中O2得电子的产物与H+作用生成H2O2，反应方程式为O2+2e-+2H+=H2O2。答案为：O2+2e-+2H+=H2O2。