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尿素/H2O2溶液可用于烟气的脱硫脱硝。 (1)已知T℃时,2SO2(g)+O2...

尿素/H2O2溶液可用于烟气的脱硫脱硝。

(1)已知T℃时,2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)    △H1

2H2O2(I)=2H2O(I)+O2(g)       △H2

SO3(g)+H2O(I))=H2SO4(I)      △H3

则SO2(g)+H2O2(I))=H2SO4(I)     △H4=__________ (用含△H1、△H2、△H3的代数式表示)

(2)尿素[CO(NH2)2]溶液对NOx及SO2有一定的脱除率。将SO2和NOx (N〇约占90%)通入氧气的体积分数为7%、尿素浓度为5%的反应器中进行反应。

①烟气中SO2最终转化为一种正盐,其化学式为______________;NO和NO2以物质的量之比1:1与CO(NH2)2反应生成无毒气体的化学方程式为_______________

②氨基甲酸铵(H2NCOONH4)是尿素的水解产物,将一定量的氨基甲酸铵置于恒容密闭容器中,发生反应:NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)     △H,实验测得不同温度下平衡时气体的总浓度如下表:

温度/K

338

343

348

353

平衡时气体的总浓度/mol • L-1

0.36

0.48

0.60

0.72

 

该反应的△H__________(填“>”或“<”)0;348K时,该反应的平衡常数K__________________

(3)其他条件不变,向尿素溶液中添加H2O2溶液,测得不同 pH下氮氧化物的脱除率与时间的关系如图所示。

①NO与H2O2发生反应生成亚硝酸时,氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________

(2)脱硝时,最佳pH为_________;在碱性较强时,NOx脱除率降低,其原因是___________(任写一点)。

 

ΔH1+ΔH2+ΔH3 (NH4)2SO4 NO+NO2+CO(NH2)2=2N2+CO2+2H2O > 0.032 1:2 7 H2O2氧化性减弱(或其他合理答案) 【解析】(1). 反应SO2(g)+H2O2(I))=H2SO4(I)可由①2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)②2H2O2(I)=2H2O(I)+O2(g)③SO3(g)+H2O(I))=H2SO4(I)经如下处理①+②+③得到,所以 △H4= ΔH1+ΔH2+ΔH3 (2). ①烟气中SO2通入氧气的体积分数为7%、尿素浓度为5%的反应器中,二氧化硫可以被氧气氧化为硫酸,硫酸可以催化尿素(分子中含酰胺键)发生水解,并与尿素的水解产物氨反应生成硫酸铵,所以最终转化的正盐化学式为(NH4)2SO4 ;NO和NO2以物质的量之比1:1与CO(NH2)2反应生成无毒气体,根据NO中N元素的化合价为+2,NO2中N元素的化合价为+4,而中N元素化合价为-3、C元素的化合价为+4,三种价态的N元素发生归中反应右生成氮气,+4价的C可以转化为CO2,所以此无毒气体是氮气和二氧化碳,化学方程式为NO+NO2+CO(NH2)2=2N2+CO2+2H2O。②将一定量的氨基甲酸铵置于恒容密闭容器中发生反应,根据表中数据可知,平衡时气体的总浓度随温度的升高而增大,所以升高温度后,化学平衡向正反应反应方向移动,因此,正反应为吸热反应,△H>0。348K时,平衡气体的总浓度为0.60/mol • L-1, 由NH2COONH4(s)2NH3(g)+CO2(g)可求出c(NH3)=0.40 mol • L-1、c(CO2)=0.20 mol • L-1, 代入该反应的平衡常数表达式K= c2(NH3) c(CO2)= 0.032。 (3). ①NO与H2O2发生反应生成亚硝酸时,双氧水是氧化剂,一氧化氮是还原剂,化学方程式为2NO+H2O2=2HNO2,所以氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2。 (2)由图中信息可知:pH=7时,氮氧化物脱除率最高,所以脱硝时,最佳pH为7;在碱性较强时,NOx脱除率降低,其原因是H2O2氧化性随溶液碱性增强而减弱。  
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考点分析:
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亚硝酸钠广泛用于工业、建筑业及食品加工业。某课外活动小组的同学拟制备亚硝酸钠、侧定其产品的纯度并验证亚硝酸钠的某些性质。

(1)甲组同学采用下图装置制取亚硝酸钠。

 ①仪器M的名称是______ 

②装置A中用较浓的硫酸而不用稀硫酸的原因是________ 

③若装置B中生成等物质的量的NO与NO2,则装置B中发生反应的离子方程式为_________ 

④已知NO与NaOH溶液不反应,而NO2可与NaOH溶液发生反应:2NO2+2NaOH==NaNO3+NaNO2+H2O。若通入装置C中的NO与NO2物质的量之比为1:1,则装置C中发生的化学方程为_______

(2)乙组同学拟测定甲组制得的产品中NaNO2的纯度。乙组同学采用高锰酸钾滴定法:称取mg试样于锥形瓶中,加入适量水溶解,然后用cmol/L的KMnO4溶液(适量稀H2SO4酸化)进行测定,并重复上述操作2次。

①高锰酸钾溶液应盛放在______(填“酸式”或“碱式”)测定管中。 

②滴定至终点时溶液颜色变化是______ 

③若滴定终点时平均消耗VmL标准溶液,则产品的纯度为____(用含c、m、V的代数式表示)。

(3)丙组同学拟设计实验证明:

     ①酸性条件下NaNO2具有氧化性,实验操作为________ 

     ②HNO3的酸性比CH3COOH强,实验操作为_________

 

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短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中Z的原子序数为W的2倍。n、p、q是由这些元素组成的二元化合物,常温下n为气体。m、r、s分别是Z、W、X的单质,t的水溶液显碱性且焰色反应呈黄色,上述物质间的转化关系如图所示。下列说法正确的是

A. 原子半径:Z>Y

B. 图示转化关系涉及的反应均为氧化还原反应

C. 最简单气态氢化物的稳定性:W>X

D. 化合物p中只存在离子键

 

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常温下,Ka(CH3COOH)=Kb(NH3 • H2O)=1.75×10-5,下列说法正确的是

A. 0.2mol·L-1的醋酸与0.1mol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合,所得溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-) = C(CH3COOH)+C(H+)

B. pH=3的盐酸与pH=11的氨水到体积混合,所得溶液中C(NH3·H2O)>C(NH4+)>C(Cl-)

C. 用0.1mol·L-1的盐酸滴定0.1mol·L-1的氨水时,可用酚酞作指示剂

D. pH=3的醋酸与pH=11的氨水等体积混合,所得溶液中有水电离出的C(H+)=1×10-7mol·L-1

 

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直接尿素电池的结构如图所示,下列说法不正确的是

A. 碳电极采用多孔并用触媒层可加快反应速率

B. 电池工作时,化学能转化为电能

C. Y极的电极反应式为H2NCONH2+H2O-6e-=N2↑+CO2+6H+

D. 电池工作时,H+向Y极区迁移,Y极周围溶液的pH减小

 

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下列实验操作和现象对应的结论错误的是

A. A    B. B    C. C    D. D

 

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