氨氣是重要的含氮化合物,在工農(nóng)業(yè)中應(yīng)用廣泛。
(1)工業(yè)上以NH3和CO2為原料合成尿素,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NH3(g)+CO2(g)?CO(NH2)2(l)+H2O(l),該反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)如表所示。
T/ |
165 |
175 |
185 |
195 |
K |
111.9 |
74.1 |
50.6 |
34.8 |
①尿素是
有機(jī)
有機(jī)
(填“有機(jī)”或“無機(jī)”)化合物。
②反應(yīng)的△H
<
<
0(填“>”“<”或“=”)。
(2)氨法脫硫是氣液兩相過程,其實(shí)質(zhì)是循環(huán)的(NH
4)
2SO
3-NH
4HSO
3混合溶液吸收煙氣中的SO
2,主要發(fā)生如下反應(yīng):NH
3?H
2O+SO
2=NH
4HSO
3;2NH
3?H
2O+SO
2=(NH
4)
2SO
3+H
2O;(NH
4)
2SO
3+H
2O+SO
2=2NH
4HSO
3;NH
4HSO
3+NH
3?H
2O=(NH
4)
2SO
3+H
2O(H
2SO
3:K
a1=1.4×10
-2;K
a2=6×10
-8;NH
3?H
2O:K
b=1.79×10
-5)。
①氨法脫硫過程中,增加超重力旋轉(zhuǎn)填料床的轉(zhuǎn)速能提高脫硫率,原因是
增大了反應(yīng)物之間的接觸面積,加快了反應(yīng)速率
增大了反應(yīng)物之間的接觸面積,加快了反應(yīng)速率
(超重力旋轉(zhuǎn)填料床能使液-液、液-固、液-氣兩相在超重力環(huán)境下的多孔介質(zhì)或孔道中流動(dòng)接觸)。
②如圖1所示,吸收液pH值在5.4~6.8范圍,脫硫率歷經(jīng)快速增長和緩慢增長的原因是
吸收液pH值在5.4~6.8范圍內(nèi),隨著pH增大,溶液酸性減弱,溶液中NH3?H2O濃度增大,導(dǎo)致NH3?H2O和SO2反應(yīng)使得脫硫率快速增長,當(dāng)pH大于6.0左右時(shí),溶液中pH過大,氨氣揮發(fā),使得NH3?H2O濃度減小,導(dǎo)致脫硫率增長緩慢
吸收液pH值在5.4~6.8范圍內(nèi),隨著pH增大,溶液酸性減弱,溶液中NH3?H2O濃度增大,導(dǎo)致NH3?H2O和SO2反應(yīng)使得脫硫率快速增長,當(dāng)pH大于6.0左右時(shí),溶液中pH過大,氨氣揮發(fā),使得NH3?H2O濃度減小,導(dǎo)致脫硫率增長緩慢
。
(3)氨法脫氮反應(yīng)原理:4NH
3(g)+6NO(g)?5N
2(g)+6H
2O(l)。v
正=k
正c
4(NH
3)c
6(NO),v
逆=k
逆c
x(N
2)c
y(H
2O),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
,則x+y=
5
5
。
(4)雙陰極微生物燃料電池處理
-N廢水的工作原理如圖2(a)所示,雙陰極通過的電流相等,廢水在電池中的運(yùn)行模式如圖2(b)所示。
①Y離子交換膜為
陽
陽
(填“陽”或“陰”)離子交換膜。
②Ⅲ室中除了O
2→H
2O,主要發(fā)生的反應(yīng)還有
(用離子方程式表示)。
③生成3.5gN
2,理論上需要消耗
26
26
gO
2。
【答案】有機(jī);<;增大了反應(yīng)物之間的接觸面積,加快了反應(yīng)速率;吸收液pH值在5.4~6.8范圍內(nèi),隨著pH增大,溶液酸性減弱,溶液中NH
3?H
2O濃度增大,導(dǎo)致NH
3?H
2O和SO
2反應(yīng)使得脫硫率快速增長,當(dāng)pH大于6.0左右時(shí),溶液中pH過大,氨氣揮發(fā),使得NH
3?H
2O濃度減小,導(dǎo)致脫硫率增長緩慢;5;陽;
+2O
2=
+2H
++H
2O;26