燃煤電廠排放的氮氧化物是造成酸雨、光化學(xué)污染等環(huán)境問題的主要成因之一。高溫噴氨脫硝技術(shù)是建立在空氣分級基礎(chǔ)上的多種脫硝技術(shù)聯(lián)用方法,在爐內(nèi)主燃區(qū)形成的高溫、缺氧環(huán)境下噴入氨氣,從而還原煙氣中的NO。反應(yīng)原理:4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g)ΔH=-1807kJ?mol-1。
回答下列問題:
(1)該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的條件是
C
C
(填選項字母)。
A.高溫
B.低溫
C.任意溫度
(2)已知部分化學(xué)鍵的鍵能如下表所示:
化學(xué)鍵 |
N-H |
N≡N |
H-O |
N≡O(shè) |
鍵能/kJ?mol-1 |
393 |
943 |
463 |
a |
通過計算得出a=
625
625
(保留三位有效數(shù)字)。
(3)反應(yīng)相同的時間,反應(yīng)溫度對NH
3與NO反應(yīng)的影響如圖1所示,其中NSR為氨氮物質(zhì)的量之比。
最佳的氨氮物質(zhì)的量之比為
1
1
(填“0.5”或“1”)。當(dāng)反應(yīng)溫度高于1300℃時,NO體積分?jǐn)?shù)增大的原因是
催化劑的活性下降;反應(yīng)為放熱反應(yīng),達(dá)到平衡后繼續(xù)升高溫度,平衡逆向移動
催化劑的活性下降;反應(yīng)為放熱反應(yīng),達(dá)到平衡后繼續(xù)升高溫度,平衡逆向移動
(任寫兩條)。
(4)一定溫度下,向恒容密閉容器中充入1.2molNO(g)和0.9molNH
3(g),測得初始壓強(qiáng)為p
0kPa,發(fā)生反應(yīng)4NH
3(g)+6NO(g)
5N
2(g)+6H
2O(g),平衡時NO(g)和NH
3(g)的物質(zhì)的量分別為0.60mol和0.50mol。則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K
p=
kPa(用分?jǐn)?shù)表示。用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(5)以氨氣代替氫氣來研發(fā)氨燃料電池是當(dāng)前科研的一個熱點,氨燃料電池使用的電解質(zhì)溶液是KOH溶液,電池反應(yīng)為4NH
3+3O
22N
2+6H
2O。用該電池電解NO制備NH
4NO
3的工作原理如圖2所示:
氨燃料電池在放電時,負(fù)極的電極反應(yīng)式為
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
;圖2中陰極的電極反應(yīng)式為
NO+5e-+6H+=NH4++H2O
NO+5e-+6H+=NH4++H2O
。