Question

【題目】研究NO2、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。

（1）2CO(g)=2C(s)＋O2(g)，該反應不能自發進行的原因是_____________________

（2）臭氧是一種殺菌消毒劑，還是理想的煙氣脫硝劑。一種脫硝反應中，各物質的物質的量隨時間的變化如圖所示，寫出該反應的化學方程式__________________________。

（3）利用脫氮菌可凈化低濃度NO廢氣。當廢氣在塔內停留時間均為90s的情況下，測得不同條件下NO的脫氮率如圖I、Ⅱ所示。

① 由圖I知，當廢氣中的NO含量增加時，宜選用________法提高脫氮的效率。

② 圖Ⅱ中，循環吸收液加入Fe2+、Mn2+，提高了脫氮的效率，其可能原因為________。

③研究表明：NaClO2/H2O2酸性復合吸收劑可同時有效脫硫、脫硝。圖Ⅲ所示為復合吸收劑組成一定時，溫度對脫硫脫硝的影響。溫度高于60℃后，NO去除率下降的原因為________。

（4）氨氮是造成水體富營養化的重要因素之一，用次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的氨氮(用NH3表示)轉化為氮氣除去，涉及的相關反應如下：

反應①：NH3＋HClO=NH2Cl＋H2O

反應②：NH2Cl＋HClO=NHCl2＋H2O

反應③：2NHCl2＋H2O=N2＋HClO＋3HCl

已知在水溶液中NH2Cl較穩定，NHCl2不穩定易轉化為氮氣。在其他條件一定的情況下，改變 (即NaClO溶液的投入量)，溶液中次氯酸鈉對氨氮去除率及余氯量 (溶液中＋1價氯元素的含量) 的影響如圖4所示。

①反應中氨氮去除效果最佳的值約為_______。

②a點之前氨氮去除率較低的原因為______________。

Answer 1

【答案】△H＞0 △S＜0 O3 +2NO2 N2O5 + O2 好氧硝化 Fe2+、Mn2+對該反應有催化作用 溫度升高H2O2分解速率加快 1.5 NaClO用量較少，水解生成的少量HClO與NH3主要發生反應①，生成較穩定的NH2Cl。

【解析】

（1）當△H-T△S恒大于0時，反應不能自發進行；

（2）由示意圖可知，2mol O3與4mol NO2反應生成2mol X和2mol O2；

（3）①由圖I可知，當廢氣中的NO含量增加時，好氧硝化法的脫氮的效率先減小后增大，而厭氧反硝化法的脫氮的效率逐漸降低；

②Fe2+、Mn2+具有催化作用；

③H2O2不穩定，受熱易分解；

（4）① 由圖可知，當=1.5左右時，氨氮去除率最高，余氯量最低；

②次氯酸鈉水解生成的次氯酸將水中的氨轉化為不穩定的NHCl2有利于氨氮去除率提高。

（1）由化學方程式可知該反應為熵減的反應，△S＜0，若該反應為吸熱反應，△H＞0，則△H-T△S恒大于0，該反應不能自發進行，故答案為：△H＞0 ，△S＜0；

（2）由示意圖可知，2mol O3與4mol NO2反應生成2mol X和2mol O2，由質量守恒定律可知，X為N2O5，O3、NO2、N2O5和O2的物質的量比為2mol：4mol：2mol：2mol=1:2:1:1，則反應的化學方程式為O3 +2NON2O5+O2，故答案為：O3+2NO2N2O5+O2；

（3）①由圖I可知，當廢氣中的NO含量增加時，好氧硝化法的脫氮的效率先減小后增大，而厭氧反硝化法的脫氮的效率逐漸降低，則應選用好氧硝化法提高脫氮的效率，故答案為：好氧硝化；

② 由圖Ⅱ可知，循環吸收液加入具有催化作用的Fe2+、Mn2+，脫氮的效率增大，故答案為：Fe2+、Mn2+對該反應有催化作用；

③H2O2不穩定，受熱易分解，溫度高于60℃后，H2O2分解速率加快，導致NO去除率下降，故答案為：溫度升高H2O2分解速率加快；

（4）① 由圖可知，當=1.5左右時，氨氮去除率最高，余氯量最低，故答案為：1.5；

②由題給信息可知，a點之前，NaClO用量較少，水解生成的少量HClO與NH3反應①生成較穩定的NH2Cl，沒有轉化為NHCl2，導致氨氮去除率較低，故答案為：NaClO用量較少，水解生成的少量HClO與NH3主要發生反應①，生成較穩定的NH2Cl。