17.燃煤電廠排放的氮氧化物是造成酸雨、光化學污染等環(huán)境問題的主要成因之一。高溫噴氨脫硝技術是建立在空氣分級基礎上的多種脫硝技術聯(lián)用方法,在爐內主燃區(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。反應原理:4NH
3(g)+6NO(g)
5N
2(g)+6H
2O(g)ΔH=-1807kJ?mol
-1。
回答下列問題:
(1)該反應能自發(fā)進行的條件是
(填選項字母)。
A.高溫
B.低溫
C.任意溫度
(2)已知部分化學鍵的鍵能如下表所示:
化學鍵 |
N-H |
N≡N |
H-O |
N≡O |
鍵能/kJ?mol-1 |
393 |
943 |
463 |
a |
通過計算得出a=
(保留三位有效數字)。
(3)反應相同的時間,反應溫度對NH
3與NO反應的影響如圖1所示,其中NSR為氨氮物質的量之比。
最佳的氨氮物質的量之比為
(填“0.5”或“1”)。當反應溫度高于1300℃時,NO體積分數增大的原因是
(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),測得初始壓強為p
0kPa,發(fā)生反應4NH
3(g)+6NO(g)
5N
2(g)+6H
2O(g),平衡時NO(g)和NH
3(g)的物質的量分別為0.60mol和0.50mol。則該反應的化學平衡常數K
p=
kPa(用分數表示。用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質的量分數)。
(5)以氨氣代替氫氣來研發(fā)氨燃料電池是當前科研的一個熱點,氨燃料電池使用的電解質溶液是KOH溶液,電池反應為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,負極的電極反應式為
;圖2中陰極的電極反應式為
。