Question

【題目】利用氨氣脫硝除是大氣污染防治研究的熱點，脫硝過程中涉及的反應為：

主反應：

副反應：

①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.5KJ/mol

②4NH3(g)+4O2(g)=2N2O(g)+6H2O(g) △H=-1104.9KJ/mol

③4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(g) △H=-1269.0KJ/mol

回答下列問題：

（1）主反應的△H為______

（2）如圖所示，保持其它條件相同，使用兩種不同的催化劑，主反應NO的轉化率與溫度關系如圖所示：

①選用催化劑I的優勢有______寫出一點

②R點對應的溫度為2100C，低于2100C，NO的轉化率是不是對應溫度下的平衡轉化率，請作出判斷并寫出理由______．

（3）常溫下，在通入氧氣的條件下用的NaOH溶液吸收NO也可實現脫硝產物主要為和，已知反應后溶液的，溶液中濃度為5.6×10-2mol/L，忽略反應過程中溶液體積變化，的電離平衡常數為5.1×10-4，則：

①c(NO2-)c(OH-)/c(HNO2)=______

②某溶液中c(NO2-)=1.0×10-6mol/L，取該溶液5mL，加入一滴的硝酸銀溶液一滴為，通過計算說明能否產生沉淀______[Ksp(AgNO2)=2×10-8]

Answer 1

【答案】- 催化劑I在低溫下就能使主反應NO的轉化率很高，若使用此催化劑脫硝，更有利于節約能源 低于210℃時，NO的轉化率隨溫度升高而增大，而主反應為放熱反應，升高溫度向逆反應進行，則NO的平衡轉化率應隨溫度升高而降低，與平衡移動得到的結論不一致，故該溫度范圍內NO的轉化率都是非平衡轉化率 5.1×106 不能

【解析】

(1)主反應的△H可利用蓋斯定律由副反應求得；

(2)觀察圖可知，溫度低于400℃時，催化劑I催化效率明顯比催化劑II高；催化劑II的催化效率先增后減。由于催化劑對平衡轉化率沒有影響，所以可先根據主反應的熱效應判斷溫度高于210℃時是否達到平衡，再結合圖形判斷溫度低于210℃時是否達到平衡。

(3) ①可借助的電離平衡常數和水的電離常數來計算的值；②可根據離子積和溶度積的關系判斷沉淀能否生成。

(1)根據蓋斯定律，由三個副反應可計算主反應的ΔH=③2－①=－1269.0KJ/mol2－(－905.5KJ/mol)= －1632.5kJ/mol。答案為：－1632.5kJ/mol；

(2) ①觀察圖可知，溫度低于400℃時，催化劑I催化效率明顯比催化劑II高，且在更低溫度(150℃左右)催化效率更高，有利于節約能源；答案為：催化劑I在低溫下就能使主反應NO的轉化率很高，若使用此催化劑脫硝，更有利于節約能源；

②根據計算結果可知，主反應為放熱反應，所以如果反應達到平衡，升高溫度將向逆反應進行，NO的平衡轉化率降低。而觀察圖象可知，低于210℃時，NO的轉化率隨溫度升高而增大，與平衡移動得到的結論不一致，所以反應未達平衡。答案為：低于210℃時，NO的轉化率隨溫度升高而增大，而主反應為放熱反應，升高溫度向逆反應進行，則NO的平衡轉化率應隨溫度升高而降低，與平衡移動得到的結論不一致，故該溫度范圍內NO的轉化率都是非平衡轉化率；

(3)①由HNO2H++NO2-，有：，則：。答案為：5.1×106

②滴入硝酸銀溶液后：c(NO2-)≈1.0×10-6mol/L，≈1.0×10-3mol/L，濃度商Qc=c(NO2-)×c(Ag＋)≈ 1.0×10-6×1.0×10-3＝1.0×10-9<Ksp(AgNO2)，故不能生成沉淀；答案為：不能。