Question

SNCR－SCR是一種新型的煙氣脫硝技術(除去煙氣中的NO_x），其流程如下：

（1）反應2NO＋2CO2CO₂＋N₂能夠自發進行，則該反應的ΔH       0（填“＞”或“＜”）。
（2）SNCR－SCR流程中發生的主要反應有：
4NO(g)＋4NH₃(g)＋O₂(g)4N₂(g)＋6H₂O(g) ΔH＝－1627.2kJ?mol^－1；
6NO(g)＋4NH₃(g)5N₂(g)＋6H₂O(g) ΔH＝－1807.0 kJ?mol^－1；
6NO₂(g)＋8NH₃(g)7N₂(g)＋12H₂O(g) ΔH＝－2659.9 kJ?mol^－1；
反應N₂(g)＋O₂(g)2NO(g)的ΔH＝          kJ?mol^－1。
（3）NO和NH₃在Ag₂O催化劑表面的反應活性隨溫度的變化曲線見圖。

①由圖可以看出，脫硝工藝流程應在    （填“有氧”或“無氧”）條件下進行。
②隨著反應溫度的進一步升高，在有氧的條件下NO的轉化率明顯下降的可能原因是                                   。
（4）NO₂也可用尿素[CO(NH₂)₂]還原，寫出尿素與NO₂反應的化學方程式：                         。
（5）NO₂、O₂和熔融NaNO₃可制作燃料電池，其原理見圖11。該電池在使用過程中石墨I電極上生成氧化物Y，其電極反應為                             。若生成1molY，則理論上需要消耗標準狀況下氧氣的體積為       L。

Answer 1

（1）＜（2）179.8（3）①有氧②溫度升高，發生了副反應：4NH₃＋7O₂＝4NO₂＋6H₂O。（若答溫度升高，NO_x和NH₃反應的化學平衡向逆反應方向移動也可。）（4）4CO(NH₂)₂＋6NO₂＝7N₂＋4CO₂＋8H₂O（5）NO₂＋NO₃^－－e^－＝N₂O₅   11.2

試題分析：（1）能自發進行的反應：ΔH-TΔS<0，該反應的ΔS<0，所以ΔH<0。（2）由蓋斯定律得ΔH=（1807-1627.2）kJ?mol^－1=+179.8 kJ?mol^－1。（3）由圖可知，無氧條件下NO轉化率太低。溫度升高，NO轉化率下降，NO₂產率增大，可能NH₃與氧氣生成了NO₂。（4）尿素中C為+4價、N為-3價，尿素與NO₂發生價態歸中反應生成氮氣，同時生成二氧化碳和水。（5）通二氧化氮的電極為負極、通氧氣的電極為正極，石墨I電極上發生氧化反應，生成氧化物Y，考慮N最高價為+5價可知Y為N₂O₅，電極反應式為NO₂＋NO₃^－－e^－＝N₂O₅。總反應為4NO₂+O₂=2N₂O₅，生成1molN₂O₅消耗氧氣0.5mol。