Question

运用化学反应原理研究碳、氮、硫的化合物的反应对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

(1)汽车尾气脱硝脱碳主要原理为2NO(g)+2CO(g)N₂(g)+2CO₂(g)  △H<0。

①该反应在一定条件下可自发反应的原因是__________。

②一定条件下的密闭容器中，充入CO和NO发生上述反应，该反应达到平衡后，为提高反应速率及NO的转化率，可采取的措施有_______(填字母序号)。

a．缩小容器的体积   b．改用高效催化剂   c．升高温度   d．增加CO的浓度

(2)工业上实际处理废气时，常用活性炭作催化剂，用NH₃还原NO，同时通入一定量的O₂以提高处理效果。当n(NH₃)＝n(NO)时，写出体系中总反应的化学方程式：_______。

(3)利用脱氮菌可净化低浓度NO废气。当废气在塔内停留时间均为90s的情况下，测得不同条件下NO的脱氮率如图1、图2所示。

①由图1知，当废气中的NO含量增加时，宜选用_______法提高脱氮的效率。

②图2中，循环吸收液加入Fe²⁺、Mn²⁺，提高了脱氮的效率，其可能原因为________。

③研究表明：NaClO₂/H₂O₂酸性复合吸收剂可同时有效脱硫、脱硝。下图所示为复合吸收剂组成一定时，温度对脱硫脱硝的影响。温度高于60℃后，NO去除率下降的原因为_______。

(4)以连二亚硫酸盐()为还原剂脱除烟气中的NO，并通过电解再生，装置如下图，阴极的电极反应式为_______。

Answer

ΔH <0 a、d 4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O 好氧硝化 Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用 温度升高H2O2分解速率加快 2+2e-+4H+=+2H2O

【解析】

(1)①根据反应自发进行的条件△H-T△S＜0分析解答；②提高NO的转化率，又能提高反应速率，说明反应速率加快且平衡正向移动，根据影响化学反应速率和化学平衡的因素分析判断；

(2) 工业上用NH3还原NO来处理废气，同时通入一定量的O2以提高处理效果，生成物为氮气和水，根据n(NH3)＝n(NO)书写反应的方程式；

(3)①从图1可知，好氧硝化法受NO浓度变化影响不大；②图2中，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+，提高了脱氮的效率，结合影响化学反应速率的因素分析解答；③温度越高，双氧水分解速率越快；

(4)由图可知，阴极区转变为，据此书写电极反应式。

(1)①反应2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)的△S＜0，但反应能够自发进行，需要△H-T△S＜0，只有当△H＜0时才可能低温下自发进行，故答案为：△H＜0；

②a．缩小容器的体积等效于增大压强，平衡正移，NO转化率提高，反应速率加快，故a正确；b．催化剂能加快反应速率，但不影响平衡移动，不影响NO转化率，故b错误；c．该反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO转化率降低，故c错误；d．增加CO的浓度，反应速率加快，平衡正向移动，NO转化率提高，故d正确；故答案选：ad；

(2)工业上用NH3还原NO来处理废气，生成物为氮气和水，同时通入一定量的O2以提高处理效果，当n(NH3)＝n(NO)时，体系中总反应的化学方程式为4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O，故答案为：4NH3+4NO+O2 4N2+6H2O；

(3)①从图1可知，好氧硝化法受NO浓度变化影响不大，所以当废气中的NO含量增加时，宜选用好氧硝化法提高脱氮的效率，故答案为：好氧硝化；

②图2中，循环吸收液加入Fe2+、Mn2+，提高了脱氮的效率，可能是Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用，故答案为：Fe2+、Mn2+对该反应有催化作用；

③当温度高于60℃后，双氧水受热分解速率加快，致使NO去除率下降，故答案为：温度升高H2O2分解速率加快；

(4)由图可知，阴极区通入液体主要含，流出液中主要含，所以阴极区电极反应式为2+2e-+4H+=+2H2O，故答案为：2+2e-+4H+=+2H2O。