Question

【題目】為更有效處理工業廢氣中排放的氮氧化物(NOx)、SO2等，減少大氣污染。科學家不斷對相關反應進行研究嘗試。

（1）脫硝反應機理如圖，Cu＋的作用是___，C2H4參與的反應方程式__。

（2）選擇性催化還原技術(SCR)是目前較為成熟的煙氣脫硝技術，其反應原理主要為：4NH3(g)＋4NO(g)＋O2(g)4N2(g)＋6H2O(g)；ΔH＝-1627kJmol-1

①該方法應控制反應溫度在315～400℃之間，反應溫度不宜過高的原因是__。

②氨氮比n(NH3)/n(NO)會直接影響該方法的脫硝率。如圖為350℃時，只改變氨氣的投放量，NO的百分含量與氨氮比的關系圖。當>1.0時，煙氣中NO含量反而增大，主要原因是___。

（3）煙氣脫硫、脫硝一體化技術是大氣污染防治研究的熱點。ClO2及NaClO2均是性能優良的脫硫脫硝試劑。

某研究小組用ClO2進行單獨脫除SO2實驗時，測得SO2的脫除率隨溶液pH變化如圖所示。當3<pH<7時，隨pH的增大，SO2脫除率逐漸降低，其原因是___；在pH約7.8之后，隨pH的增大，SO2脫除率又開始升高，其原因是___。

Answer 1

【答案】催化劑 2C2H4+6Cu+(NO2)=3N2+4CO2+4H2O+6Cu+ 正反應放熱，溫度過高會降低NO的轉化率 NH3和O2再次反應生成NO(或4NH3+5O2=4NO+6H2O) pH<7時，隨著pH值的增大，ClO2的穩定性降低氧化性減弱，SO2的脫除率降低 當pH>7.8后，隨著堿性的增強，生成ClO2-增多，氧化性增強，SO2的脫除率上升

【解析】

（1）根據圖象可知，Cu+在反應前后不變，乙烯與O2、NO在Cu+作用下生成CO2、N2和H2O，以此分析作答；

（2）①根據溫度對反應速率和化學平衡的影響進行分析；

②NH3與O2反應生成NO；

（3）根據題意可知ClO2在酸性條件下穩定，酸性減弱，ClO2氧化性減弱；隨著pH的增大，ClO2在堿性條件下可發生歧化反應生成亞氯酸鹽，亞氯酸鹽具有強氧化性。

（1）根據圖象可知，Cu+在反應前后不變，乙烯與O2、NO在Cu+作用下生成CO2、N2和H2O，反應方程式為：2C2H4+6Cu+(NO2)=3N2+4CO2+4H2O+6Cu+；

（2）①該反應為放熱反應，溫度過高，使脫硝的主要反應平衡逆向移動，脫硝率降低；

②當>1.0時，過量的NH3與O2反應生成NO，所以煙氣中NO的濃度增大，煙氣中NO的含量增大；

（3）根據題意可知ClO2在酸性條件下穩定，具有強氧化性，因此當3<pH<7時，隨pH的增大，SO2脫除率逐漸降低；在pH>7.8時，隨pH的增大，ClO2在堿性條件下可發生歧化反應生成亞氯酸鹽，亞氯酸鹽具有強氧化性，SO2脫除率又開始升高。