Question

氮氧化物是大氣污染物之一，消除氮氧化物的方法有多種。

(1)利用甲烷催化還原氮氧化物。已知：

CH₄(g)＋4NO₂(g)===4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－574 kJ/mol

CH₄(g)＋4NO(g)===2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)

ΔH＝－1160 kJ/mol

則CH₄將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為__________________________________________________________。

(2)利用NH₃催化還原氮氧化物又稱SCR技術(shù)，該技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH₃(g)＋NO(g)＋NO₂(g) 2N₂(g)＋3H₂O(g)　ΔH<0。

為提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是____________________________________________________(寫出1條即可)。

(3)利用ClO₂氧化氮氧化物。其轉(zhuǎn)化流程如下：

NONO₂N₂

已知反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式為2NO＋ClO₂＋H₂O===NO₂＋HNO₃＋HCl，則反應(yīng)Ⅱ的化學(xué)方程式是____________________________________；若生成11.2 L N₂(標(biāo)準(zhǔn)狀況)，則消耗ClO₂________g。

Answer 1

(1)CH₄(g)＋2NO₂(g)===N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)

ΔH＝－867 kJ/mol

(2)增大NH₃的濃度或減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)或降低反應(yīng)體系的溫度等(合理答案均可)

(3)2NO₂＋4Na₂SO₃===N₂＋4Na₂SO₄　67.5

[解析] (1)①CH₄(g)＋4NO₂(g)===4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－574 kJ/mol

②CH₄(g)＋4NO(g)===2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)

ΔH＝－1160 kJ/mol

根據(jù)蓋斯定律(①＋②)÷2得：CH₄(g)＋2NO₂(g)===N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－867 kJ/mol。

(2)該反應(yīng)是氣體的化學(xué)計(jì)量數(shù)增大的放熱反應(yīng)，為提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率，應(yīng)采取措施使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，可以采取的措施有增大NH₃的濃度、減小反應(yīng)體系的壓強(qiáng)和降低反應(yīng)體系的溫度等。

(3)NO₂能夠氧化Na₂SO₃為Na₂SO₄：2NO₂＋4Na₂SO₃===N₂＋4Na₂SO₄。

根據(jù)兩個(gè)反應(yīng)的化學(xué)方程式可知有如下關(guān)系：

2ClO₂～4NO～2NO₂～N₂

135 g　　　 　 　　22.4 L

m(ClO₂) 　　 　　 11.2 L

m(ClO₂)＝67.5 g