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据统计,2015年入冬以来,华北黄淮地区己经出现4次严重雾霾过程,持续时间达37天.氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一,消除氮氧化物有多种方法.(1)NH3催化还原氮氧化物(SCR)
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据统计,2015年入冬以来,华北黄淮地区己经出现4次严重雾霾过程,持续时间达37天.氮氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一,消除氮氧化物有多种方法.
(1)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术.发生的化学反应是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)═2N2(g)+3H2O(g)△H<0.
①当该反应有l mol N2(g)生成时,电子转移总数是___.
②为了加快反应反应速率,并且提高的转化率,采取的措施是___(填字母).
a.增大NH3的浓度 b.增大N2的浓度 c.增大压强 d.选择合适的催化剂
(2)消除氮氧化物的另一种方法是用甲烷催化还原氮氧化物,己知:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ/mol
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=-67.0kJ/mol
①则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为___
②在3.0L密闭容器中,通入0.10mol CH4和0.20mol NO2,在一定温度进行反应,反应时间表(t)与容器内气体总压强(p)的数据如表:
该温度下的平衡常数K=___.
(3)利用ClO2消除氮氧化物的污染,反应过程如下:(部分反应物或生成物略去)
N2
NO2
NO
反应I的产物中还有两种强酸生成,且其中一种强酸硝酸与NO2的物质的量相等,若有11.2L N2生成(标准状况),共消耗ClO2___g.
(1)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术.发生的化学反应是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)═2N2(g)+3H2O(g)△H<0.
①当该反应有l mol N2(g)生成时,电子转移总数是___.
②为了加快反应反应速率,并且提高的转化率,采取的措施是___(填字母).
a.增大NH3的浓度 b.增大N2的浓度 c.增大压强 d.选择合适的催化剂
(2)消除氮氧化物的另一种方法是用甲烷催化还原氮氧化物,己知:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ/mol
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=-67.0kJ/mol
①则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为___
②在3.0L密闭容器中,通入0.10mol CH4和0.20mol NO2,在一定温度进行反应,反应时间表(t)与容器内气体总压强(p)的数据如表:
时间t/min | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
总压强p/100kPa | 4.80 | 5.44 | 5.76 | 5.92 | 6.00 | 6.00 |
(3)利用ClO2消除氮氧化物的污染,反应过程如下:(部分反应物或生成物略去)
N2
ClO2 |
|
反应I |
Na2SO3溶液 |
|
反应Ⅱ |
反应I的产物中还有两种强酸生成,且其中一种强酸硝酸与NO2的物质的量相等,若有11.2L N2生成(标准状况),共消耗ClO2___g.
▼优质解答
答案和解析
(1)根据化合价升高的数值=化合价降低数值=转移电子数,化合价升高情况:NH3~3e-~N2,所以当有1mol N2(g)生成,该反应的电子转移的量是3mol,总数是3NA或1.806×1023,
故答案为:3NA或1.806×1023;
②化学反应是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)⇌2N2(g)+3H2O是气体计量数增大的反应,提高NOx的转化率,平衡正向移动,
a.增大NH3的浓度,反应速率加快,平衡正向移动,故a正确;
b.增大N2的浓度,平衡逆向,NOx的转化率减小,故b错误;
c.增大压强,平衡逆向移动,故c错误;
d.选择合适的催化剂,平衡不移动,故d错误;
故答案为:a;
(2)①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ/mol,
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=-67.0kJ/mol,
根据盖斯定律,①-②可得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=(-890.3kJ/mol)-(-67.0kJ/mol)=-823.3kJ/mol,
故答案为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-823.3kJ/mol;
②8min时处于平衡状态,压强之比等于物质的量之比,则平衡时混合气体总物质的量为(0.1+0.2)mol×
=0.375mol,设参加反应的均为为xmol,则:
CH4(g)+2NO2(g)⇌CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)
起始量(mol):0.1 0.2 0 0 0
变化量(mol):x 2x x x 2x
平衡量(mol):0.1-x 0.2-2x x x 2x
则:0.1-x+0.2-2x+x+x+2x=0.375,
解得:x=0.075,
则平衡常数为:K=
=
=0.675,
故答案为:0.675;
(3)根据信息知道一氧化氮和二氧化氯之间反应生成产物是硝酸、盐酸以及二氧化氮,反应方程式为:2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl,根据物质的性质及化合价变化可知:2NO~5e-~NO2+HNO3,ClO2~5e-~HCl,所以有2NO2~ClO2,根据物质的性质及化合价变化可知:2NO2~8e-~N2,Na2SO3~2e-~Na2SO4,所以有2NO2~4 Na2SO3.根据关系式有:2ClO2~2NO2~N2,n(ClO2)=2n(NO2)=1 mol,m(ClO2)=67.5g,
故答案为:67.5.
故答案为:3NA或1.806×1023;
②化学反应是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)⇌2N2(g)+3H2O是气体计量数增大的反应,提高NOx的转化率,平衡正向移动,
a.增大NH3的浓度,反应速率加快,平衡正向移动,故a正确;
b.增大N2的浓度,平衡逆向,NOx的转化率减小,故b错误;
c.增大压强,平衡逆向移动,故c错误;
d.选择合适的催化剂,平衡不移动,故d错误;
故答案为:a;
(2)①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3kJ/mol,
②N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=-67.0kJ/mol,
根据盖斯定律,①-②可得:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H=(-890.3kJ/mol)-(-67.0kJ/mol)=-823.3kJ/mol,
故答案为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-823.3kJ/mol;
②8min时处于平衡状态,压强之比等于物质的量之比,则平衡时混合气体总物质的量为(0.1+0.2)mol×
6 |
4.8 |
CH4(g)+2NO2(g)⇌CO2(g)+N2(g)+2H2O(g)
起始量(mol):0.1 0.2 0 0 0
变化量(mol):x 2x x x 2x
平衡量(mol):0.1-x 0.2-2x x x 2x
则:0.1-x+0.2-2x+x+x+2x=0.375,
解得:x=0.075,
则平衡常数为:K=
c(CO2)•c(N2)•c2(H2O) |
c(CH4)•c2(NO2) |
| ||||||
|
故答案为:0.675;
(3)根据信息知道一氧化氮和二氧化氯之间反应生成产物是硝酸、盐酸以及二氧化氮,反应方程式为:2NO+ClO2+H2O=NO2+HNO3+HCl,根据物质的性质及化合价变化可知:2NO~5e-~NO2+HNO3,ClO2~5e-~HCl,所以有2NO2~ClO2,根据物质的性质及化合价变化可知:2NO2~8e-~N2,Na2SO3~2e-~Na2SO4,所以有2NO2~4 Na2SO3.根据关系式有:2ClO2~2NO2~N2,n(ClO2)=2n(NO2)=1 mol,m(ClO2)=67.5g,
故答案为:67.5.
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