Question

研究煙氣的脫硫（除SO₂）和脫硝（除NO_x）具有重要意義，請(qǐng)回答下列問題．
（1）煙氣脫硫、脫硝的環(huán)境意義是

防止酸雨、光化學(xué)煙霧的發(fā)生

；
（2）新型氨法煙氣脫硫技術(shù)的化學(xué)原理是采用氨水吸收煙氣中SO₂，再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng)，得到一種復(fù)合肥（含有兩種或以上營(yíng)養(yǎng)元素），該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式

NH₄H₂PO₄或（NH₄）₂HPO₄ 或（NH₄）₃PO₄

（只寫一種）；
（3）火力發(fā)電廠的燃煤排煙中含大量的氮氧化物（NO_x），可利用甲烷和NO_x在一定條件下反應(yīng)消除其污染，寫出CH₄與NO₂反應(yīng)的化學(xué)方程式

2NO₂+CH₄═N₂+CO₂+2H₂O；

；
（4）脫硝反應(yīng)2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）=2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0，在低溫恒容的密閉容器中進(jìn)行并達(dá)平衡，下列說法正確的是

A

；（填序號(hào)）
A．降低溫度平衡常數(shù)變大
B．充入NH₃，NO和NO₂轉(zhuǎn)化率變大，平衡常數(shù)變大
C．使用催化劑，達(dá)平衡的時(shí)問縮短，△H變小
D．充入惰性氣體，壓強(qiáng)變大，平衡向左移動(dòng)
（5）使用催化技術(shù)利用反應(yīng)2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g），根據(jù)傳感器在某溫度下測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制如圖．
①前1S內(nèi)的平均反應(yīng)速率v（CO₂）=

5.4×10^-3mol/（L?s）

．②該溫度下的平衡常數(shù)K=

5×10³（mol/L） ^-1

；
（6）目前科學(xué)家正研究以乙烯作為還原劑的脫硝（NO）原理，其脫硝機(jī)理及脫硝率與溫度、負(fù)載率（分子篩中催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù)）的關(guān)系如圖：為達(dá)脫硝最佳效果，你認(rèn)為應(yīng)選用的條件是

350℃、負(fù)載率3%

．

Answer 1

分析：（1）SO₂和氮的氧化物（NO_x）是引起酸雨的主要物質(zhì)，氮的氧化物（NO_x）也是引起光化學(xué)煙霧主要物質(zhì)；
（2）氨水吸收燃煤煙氣中SO₂，生成（NH₄）₂SO₃ 和NH₄HSO₃，（NH₄）₂SO₃ 和NH₄HSO₃與磷酸反應(yīng)生成NH₄H₂PO₄ 或（NH₄）₂HPO₄ 或（NH₄）₃PO₄；
（3）甲烷和NO_x在一定條件下反應(yīng)消除其污染，生成N₂和CO₂；
（4）A．降低溫度，平衡向放熱方向移動(dòng)，正反應(yīng)放熱，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)變大；
B．充入NH₃，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，其它反應(yīng)物NO和NO₂轉(zhuǎn)化率變大，平衡常數(shù)不變；
C．使用催化劑，改變反應(yīng)歷程，加快反應(yīng)達(dá)平衡的時(shí)問縮短，△H不變；
D．恒容下，充入惰性氣體，容器內(nèi)總壓強(qiáng)變大，反應(yīng)混合物的濃度不變，平衡不移動(dòng)；
（5）①利用v=

△c

△t

計(jì)算v（CO），根據(jù)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比求v（CO₂）；
②平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪的積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪的積之比；
（6）脫硝率高，負(fù)載率低，適宜的溫度．

解答：解：（1）SO₂和氮的氧化物（NO_x）是引起酸雨的主要物質(zhì)，所以煙氣脫硫、脫硝的環(huán)境意義是防止酸雨、光化學(xué)煙霧的發(fā)生，故答案為：防止酸雨、光化學(xué)煙霧的發(fā)生；
（2）氨水呈堿性，二氧化硫是酸性氧化物，所以氨水吸收燃煤煙氣中SO₂，生成（NH₄）₂SO₃ 和NH₄HSO₃，（NH₄）₂SO₃ 和NH₄HSO₃與磷酸反應(yīng)生成NH₄H₂PO₄ 或
（NH₄）₂HPO₄ 或（NH₄）₃PO₄，故答案為：NH₄H₂PO₄、（NH₄）₂HPO₄、（NH₄）₃PO₄；
（3）甲烷和NO_x在一定條件下反應(yīng)消除其污染，生成無(wú)毒物質(zhì)N₂和CO₂、水，反應(yīng)方程式為2NO₂+CH₄═N₂+CO₂+2H₂O，
故答案為：2NO₂+CH₄═N₂+CO₂+2H₂O；      
（4）A．降低溫度，平衡向放熱方向移動(dòng)，正反應(yīng)放熱，即向正反應(yīng)方向移動(dòng)，平衡常數(shù)變大，故A正確；
B．充入NH₃，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，其它反應(yīng)物NO和NO₂轉(zhuǎn)化率變大，平衡常數(shù)不變，故B錯(cuò)誤；
C．使用催化劑，改變反應(yīng)歷程，加快反應(yīng)達(dá)平衡的時(shí)問縮短，△H不變，故C錯(cuò)誤；
D．恒容下，充入惰性氣體，容器內(nèi)總壓強(qiáng)變大，反應(yīng)混合物的濃度不變，平衡不移動(dòng)，故D錯(cuò)誤；
故答案為：A； 
（5）一氧化氮的反應(yīng)速率為v（CO）=

△c

△t

=

(36-30.6)×10-4mol/L

1s

=5.4×10^-3mol/L．s，同一化學(xué)反應(yīng)同一時(shí)間段內(nèi)，各物質(zhì)的反應(yīng)速率之比等于計(jì)量數(shù)之比，
所以v（CO₂）=v（CO）=5.4×10^-3mol/L．s；
根據(jù)三段式解答，2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g），
起始濃度（mol/L） 10×10^-4 36×10^-4  0       0
變化濃度（mol/L） 9×10^-4  9×10^-4  4.5×10^-4 9×10^-4
平衡濃度（mol/L）1×10^-4    27×10^-4 4.5×10^-4 9×10^-4
 所以K=

(4.5×10-4)×(9×10-4)2

(1×10-4)2×(27×10-4)2

=5×10³（mol/L） ^-1
故答案為：5.4×10^-3mol/L．s；5×10³（mol/L） ^-1；
（6）滿足脫硝率高，負(fù)載率低，適宜的溫度，由圖可知，適合條件為350℃、負(fù)載率3%．
故答案為：350℃、負(fù)載率3%．

點(diǎn)評(píng)：本題以煙氣的脫硫和脫硝為載體，考查環(huán)境保護(hù)、方程式書寫、化學(xué)平衡、化學(xué)反應(yīng)速率等，題目難度中等，本題注意把握數(shù)據(jù)處理能力和圖象分析能力．