Question

研究煙氣的脫硫（除SO₂）和脫硝（除NO_x）具有重要意義，請回答下列問題．
（1）煙氣脫硫、脫硝的環境意義是______；
（2）新型氨法煙氣脫硫技術的化學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物反應，得到一種復合肥（含有兩種或以上營養元素），該復合肥料可能的化學式______（只寫一種）；
（3）火力發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在一定條件下反應消除其污染，寫出CH₄與NO₂反應的化學方程式______；
（4）脫硝反應2NH₃（g）+NO（g）+NO₂（g）=2N₂（g）+3H₂O（g）△H＜0，在低溫恒容的密閉容器中進行并達平衡，下列說法正確的是______；（填序號）
A．降低溫度平衡常數變大
B．充入NH₃，NO和NO₂轉化率變大，平衡常數變大
C．使用催化劑，達平衡的時問縮短，△H變小
D．充入惰性氣體，壓強變大，平衡向左移動
（5）使用催化技術利用反應2NO（g）+2CO（g）=N₂（g）+2CO₂（g），根據傳感器在某溫度下測得的數據繪制如圖．
①前1S內的平均反應速率v（CO₂）=______．②該溫度下的平衡常數K=______；
（6）目前科學家正研究以乙烯作為還原劑的脫硝（NO）原理，其脫硝機理及脫硝率與溫度、負載率（分子篩中催化劑的質量分數）的關系如圖：為達脫硝最佳效果，你認為應選用的條件是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）SO₂和氮的氧化物（NO_x）是引起酸雨的主要物質，氮的氧化物（NO_x）也是引起光化學煙霧主要物質；
（2）氨水吸收燃煤煙氣中SO₂，生成（NH₄）₂SO₃ 和NH₄HSO₃，（NH₄）₂SO₃ 和NH₄HSO₃與磷酸反應生成NH₄H₂PO₄ 或（NH₄）₂HPO₄ 或（NH₄）₃PO₄；
（3）甲烷和NO_x在一定條件下反應消除其污染，生成N₂和CO₂；
（4）A．降低溫度，平衡向放熱方向移動，正反應放熱，即向正反應方向移動，平衡常數變大；
B．充入NH₃，平衡向正反應方向移動，其它反應物NO和NO₂轉化率變大，平衡常數不變；
C．使用催化劑，改變反應歷程，加快反應達平衡的時問縮短，△H不變；
D．恒容下，充入惰性氣體，容器內總壓強變大，反應混合物的濃度不變，平衡不移動；
（5）①利用v=計算v（CO），根據速率之比等于化學計量數之比求v（CO₂）；
②平衡常數等于生成物濃度系數次冪的積與反應物濃度系數次冪的積之比；
（6）脫硝率高，負載率低，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，所以煙氣脫硫、脫硝的環境意義是防止酸雨、光化學煙霧的發生，故答案為：防止酸雨、光化學煙霧的發生；
（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在一定條件下反應消除其污染，生成無毒物質N₂和CO₂、水，反應方程式為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，正反應放熱，即向正反應方向移動，平衡常數變大，故A正確；
B．充入NH₃，平衡向正反應方向移動，其它反應物NO和NO₂轉化率變大，平衡常數不變，故B錯誤；
C．使用催化劑，改變反應歷程，加快反應達平衡的時問縮短，△H不變，故C錯誤；
D．恒容下，充入惰性氣體，容器內總壓強變大，反應混合物的濃度不變，平衡不移動，故D錯誤；
故答案為：A； 
（5）一氧化氮的反應速率為v（CO）===5.4×10^-3mol/L．s，同一化學反應同一時間段內，各物質的反應速率之比等于計量數之比，
所以v（CO₂）=v（CO）=5.4×10^-3mol/L．s；
根據三段式解答，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==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，負載率低，適宜的溫度，由圖可知，適合條件為350℃、負載率3%．
故答案為：350℃、負載率3%．
點評：本題以煙氣的脫硫和脫硝為載體，考查環境保護、方程式書寫、化學平衡、化學反應速率等，題目難度中等，本題注意把握數據處理能力和圖象分析能力．