Question

SNCR-SCR是一种新型的烟气脱硝技术（除去烟气中的NO_x），其流程如图1：

（1）反应2NO+2CO?2CO₂+N₂能够自发进行，则该反应的△H

 

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）△H=-1627.2kJ?mol^-1；
6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1807.0kJ?mol^-1；
6NO₂（g）+8NH₃（g）?7N₂（g）+12H₂O（g）△H=-2659.9kJ?mol^-1；
反应N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）的△H=

 

kJ?mol^-1．
（3）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料电池，其原理见图2．
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：

 

（4）可利用该电池处理工业废水中含有的Cr₂O₇^2-，处理过程中用Fe作两极电解含Cr₂O₇^2-的酸性废水，随着电解的进行，阴极附近溶液pH升高，产生Cr（OH）₃沉淀来除去Cr₂O₇^2-．
①写出电解过程中Cr₂O₇^2-被还原为Cr³⁺的离子方程式：

 

．
②该电池工作时每处理100L Cr₂O₇^2-浓度为0.002mol/L废水，消耗标准状况下氧气

 

L．

Answer 1

考点：热化学方程式,化学电源新型电池

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）依据反应自发进行的判断依据是△H-T△S＜0，结合反应特征分析；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算所需热化学方程式；
（3）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池，在使用过程中石墨I电极为原电池的负极，NO₂被氧化，N元素混合升高，应生成N₂O₅，电极方程式为NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅，石墨Ⅱ通入氧气，发生还原反应，为原电池的正极，电极方程式为O₂+2N₂O₅+4e^-═4NO₃^-，以此解答该题；
（4）①Cr₂O₇^2-具有强氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为2Cr³⁺，据此书写方程式；
②依据氧化还原反应、电解池电极反应的电子守恒计算分析；

解答： 解：（1）反应2NO+2CO?2CO₂+N₂能够自发进行，△H-T△S＜0，依据反应熵变△S＜0可知，则该反应的△H＜0；
故答案为：＜；
（2）①4NO（g）+4NH₃（g）+O₂（g）?4N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1627.2kJ?mol^-1；
②6NO（g）+4NH₃（g）?5N₂（g）+6H₂O（g）△H=-1807.0kJ?mol^-1；
③6NO₂（g）+8NH₃（g）?7N₂（g）+12H₂O（g）△H=-2659.9kJ?mol^-1；
依据盖斯定律①-②得到N₂（g）+O₂（g）?2NO（g）△H=+179.8kJ?mol^-1；
故答案为：+179.8；
（3）以NO₂、O₂、熔融NaNO₃组成的燃料电池，石墨I为原电池的负极，发生氧化反应，电极方程式为NO₂+NO₃^--e^-═N₂O₅；
故答案为：NO₂+NO₃^--e^-=N₂O₅；
（4）①Cr₂O₇^2-具有强氧化性，可以将亚铁离子氧化为铁离子，自身被还原为2Cr³⁺，反应的实质是：6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，
故答案为：Cr₂O₇^2-+6Fe²⁺+14H⁺=2Cr³⁺+6Fe³⁺+7H₂O；
②原电池的正极，电极方程式为O₂+2N₂O₅+4e^-═4NO₃^-，该电池工作时，用Fe为电极进行电解，阳极是活泼电极，则电极本身发生失电子的氧化反应，即Fe-2e^-═Fe²⁺，阴极上是阳离子发生得电子的还原反应，即2H⁺+2e^-═H₂↑，每处理100L Cr₂O₇^2-浓度为0.002mol/L废水，n（Cr₂O₇^2-）=100L×0.002mol/L=0.2mol，依据6Fe²⁺+Cr₂O₇^2-+14H⁺═6Fe³⁺+2Cr³⁺+7H₂O，电极反应Fe-2e^-═Fe²⁺，O₂+2N₂O₅+4e^-═4NO₃^-，得到Cr₂O₇^2-～6Fe²⁺～12e-～3O₂，消耗标准状况下氧气物质的量=0.2mol×3=0.6mol，标准状况体积=0.6mol×22.4L/mol=13.44L；
故答案为：13.44；

点评：本题考查学生电解池的工作原理、氧化还原反应型离子方程式、热化学方程式的书写方法等知识，难度中等．