燃煤烟气中含有SO2和NOx（主要成分为NO和NO2的混合物），烟气的脱硫、脱硝技术是环境...

燃煤烟气中含有SO2和NOx（主要成分为NO和NO2的混合物），烟气的脱硫、脱硝技术是环境科学研究的热点。完成下列填空

（1）烟气脱硫、脱硝的环境意义是________________________________。

（2）液相氧化法采用碱性NaClO2溶液作为吸收剂，如脱除NO的原理为：____NaOH + ____NaClO2 + ____NO → ____NaNO3 + ____NaCl + ____H2O配平上述化学方程式。该反应中被还原的元素是_______________。

（3）如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到较好的脱除效果。如脱除SO2的原理为：ClO- + SO2 + H2O=Cl-+ SO42- + 2H+。结合平衡移动原理分析使用Ca(ClO)2脱硫效果为何较NaClO更好？____。

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烟气的脱硫（除SO2）和脱硝（除NOx）都是环境科学研究的热点。可以通过氧化还原反应或酸碱反应进行脱硫和脱硝。完成下列填空：

（1）烟气中含有一定量的氮氧化物（NOx），可以利用甲烷与NOx一定条件下反应，产物为空气中含有的无害成分，从而消除污染。

写出CH4与NOx反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　　　 。

（2）用催化剂可以使NO、CO污染同时降低，2NO（g）+2CO （g） N2（g）+2CO2（g），根据传感器记录某温度下NO、CO的反应进程，测量所得数据绘制出下图。

前1s内平均反应速率v（N2）　　　　　　　　　　　　　　

第2s时的X值范围　　　　　　　　　　　　　　 。

（3）为了除去烟气有害气体SO2并变废为宝，常用熟石灰的悬浊液洗涤废气，反应最终产物为石膏。而不采用澄清石灰水或熟石灰固体替代熟石灰悬浊液来吸收废气。

说明理由：　　　　　　　　　　　　　　

（4）用标准浓度的酸性KMnO4溶液可以测定空气中SO2含量。写出此测定方法的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　 。

（5）双碱法是一种低成本高效率的脱硫方法。先用第一碱作为吸收剂，与含SO2的烟气在吸收塔中接触发生反应，烟气中的SO2被吸收掉，然后脱硫废液在另一反应器中再与第二碱反应，使溶液得到再生，再生后的吸收液循环利用。

可用作第一碱　　　　　　　　　 。可用作第二碱　　　　　　　　 。（选填编号）

a．NaOH　　　 　　 　　 b．Mg(OH)2　　　 　　 　　 c．石灰石　　　　　 　 d．石灰

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燃煤烟气的脱硫(除SO2)技术和脱硝(除NOx)技术是环境科学研究的热点。下面是目前科学家正致力于研究的三种燃煤烟气脱硫和脱硝的方法。

（1）方法I：用氨水将SO2转化为NH4HSO3，再氧化成(NH4)2SO4。氨水吸收燃煤烟气中SO2的化学反应为：2NH3+SO2 + H2O=(NH4)2SO3　　 (NH4)2SO4+ SO2 + H2O=2 NH4HSO3

①为了提高燃煤烟气中SO2去除率，可以采取的措施有：使燃煤烟气与氨水充分接触和______。

②燃煤烟气中含有大量的CO2，但在脱硫过程中，不需要先除去燃煤烟气的CO2原因是___________。

（2）方法II:用电化学原理将SO2转化为重要的化工原料H2SO4进行脱硫，装置如图所示。

①写出通入SO2的电极的电极反应式：________。

②为使该脱硫过程稳定持续进行，硫酸溶液的浓度应维持不变，则通入的O2和加入的H2O的质量比为_________。

（3）方法Ⅲ:用乙烯作为还取剂将氨的氧化物还原为N2进行脱硝，其机理如图，脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图所示。

①写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式：________________。

②如图，当负载率一定，达到某温度时脱硝率最高，而后却随着温度的升高脱硝率反而降低，其原因是__________；要达到最佳脱硝效果，应采取的条件是_________。

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空气质量评价的主要污染物为PM 10、PM2.5、SO2、NO2、O3、CO等物质。烟气的脱硝(除NOx)

技术和脱硫(除SO2)技术都是环境科学研究的热点，选择性催化还原法（SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术，即在催化剂的作用下，用还原剂选择性地与NOx反应生成N2和H2O。

(1)在催化剂存在的条件下，用H2将NO还原为N2。已知：

则氢气和一氧化氮反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式是_____________。

(2)用热炭还原NO的反应为2NO(g)+C(s)N2(g)+CO2(g)，向容积均为1L的甲、乙、丙三个恒容恒温(反应温度分别为T1℃、T1℃、T2℃)容器中分别加入足量的焦炭和一定量的NO，测得各容器中n(NO)随反应时间t的变化情况如下表所示：

①该反应T1_________T2，∆H________0 (填“<”或“>”)。

②若乙容器在200min达到平衡状态，则0~ 200min内用CO2的浓度变化表示的平均反应速率v(CO2)=____。

(3)用焦炭还原NO2的反应为2NO2(g)+2C(s)N2(g)+2CO2(g)，在恒温条件下，lmolNO2和足量C发生该反应，测得平衡时NO2和CO2的物质的量浓度与平衡总压的关系如图18所示：

①A、B两点的浓度平衡常数关系：Kc(A)__________ (填“<” 、“>” 或“=”)

②A、B、C三点中NO2的转化率最低的是________(填“A” 、“B” 或“C”)点。

③计算C点时该反应的压强平衡常数Kp(c)=___________(Kp是用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)。

(4)在催化剂的作用下，尿素可以与NO2反应生成N2、H2O和CO2。写出CO(NH2)2与NO2反应的化学方程式：___________。

(5)氮的化合物应用广泛。氯胺（NH2Cl)是常用的饮用水二级消毒剂，可作长效缓释消毒剂，已知NH2Cl易水解生成强氧化性的物质，写出NH2Cl与水反应的化学方程式：_______________。

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空气质量评价的主要污染物为PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3和CO等物质。

（1）烟气的脱硝（除NOx）技术和脱硫（除SO2）技术都是环境科学研究的热点。

选择性催化还原技术（SCR）是目前最成熟的烟气脱硝技术，即在催化剂作用下，用还原剂（如NH3）选择性地与NOx反应生成N2和H2O。

①已知：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g） △H=﹣905.5kJ/mol

N2（g）+O2（g）=2NO（g） △H= +180kJ/mol

则4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）=4N2（g）+6H2O（g） △H=________

②在催化剂作用下，尿素[CO(NH2)2]也可以将NOx反应生成N2和H2O。写出CO（NH2）2与NO2反应的化学方程式_____________________。

（2）电化学法是合成氨的一种新方法，其原理如图1所示，阴极的电极反应是_____________。

（3）氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]对合成尿素[2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)]有影响，恒温恒容时，将总物质的量3 mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应，结果如图2所示。a、b线分别表示CO2或NH3的转化率变化，c线表示平衡体系中尿素的体积分数变化。[n(NH3)/ n(CO2)]=___________时，尿素产量最大；经计算，图中y=____________(精确到0.01)。

（4）废水中含氮化合物的处理方法有多种。

①用次氯酸钠氧化氨气，可以得到N2H4的稀溶液，该反应的化学方程式是__________。

②用H2催化还原法可降低水中NO3-的浓度，得到的产物能参与大气循环，则反应后溶液的pH_________(填“升高”、“降低”或“不变”)。

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空气质量评价的主要污染物为PM10、PM2.5、SO2、NO2、O3和CO等物质。

（1）烟气的脱硝（除NOx）技术和脱硫（除SO2）技术都是环境科学研究的热点。

选择性催化还原技术（SCR）是目前最成熟的烟气脱硝技术，即在催化剂作用下，用还原剂（如NH3）选择性地与NOx反应生成N2和H2O。

①已知：4NH3（g）+5O2（g）=4NO（g）+6H2O（g）　　 △H=﹣905.5kJ/mol

N2（g）+O2（g）=2NO（g） 　　 △H= +180kJ/mol

则4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）=4N2（g）+6H2O（g）　　 △H=　　　　　　

②在催化剂作用下，尿素[CO（NH2）2]也可以将NOx反应生成N2和H2O。写出CO（NH2）2与NO2反应的化学方程式　　　　　　　　　　　　 　　 。

（2）电化学法是合成氨的一种新方法，其原理如图1所示，阴极的电极反应是　　　　　　　　　 。

（3）氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]对合成尿素[2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(g)+H2O(g)]有影响，恒温恒容时，将总物质的量3 mol的NH3和CO2以不同的氨碳比进行反应，结果如图2所示。a、b线分别表示CO2或NH3的转化率变化，c线表示平衡体系中尿素的体积分数变化。[n(NH3)/ n(CO2)]=　 　　 　　　　 时，尿素产量最大；经计算，图中y=　　　　 　　 　 (精确到0.01)。

（4）废水中含氮化合物的处理方法有多种。

①用次氯酸钠氧化氨气，可以得到N2H4的稀溶液，该反应的化学方程式是__________。

②用H2催化还原法可降低水中NO的浓度，得到的产物能参与大气循环，则反应后溶液的pH　　　　　　 (填“升高”、“降低”或“不变”)。

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含硫化物是自然界中最为重要的自然资源之一，在生产生活中应用非常广泛。

（1）燃煤烟气的脱硫(除SO2)技术和脱硝(除NOx)技术是环境科学研究的热点。以下是用硫和氮的氧化物之间的相互转化联合进行的脱硫和脱硝技术反应的热化学方程式。

NO2(g)＋SO2(g)＋H2O(l)=H2SO4(l) ＋NO(g)　　　 △H=a kJ·mol－1

2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=b kJ·mol－1

① 反应2SO2(g)＋O2(g)＋2H2O(l)=2H2SO4(l) 的△H=_______KJ/mol－1。

② 将SO2通入硫酸铁溶液也能发生类似的反应。请写出该反应的离子方程式____________ 。

（2）MnSO4是重要的基础锰盐。工业上，生产MnSO4的方法有多种。

①一种较为环保的方法是：利用纤维素水解产物还原软锰矿的方法生产MnSO4，其反应方程式如下:(C6H10O5)n+nH2SO4→n(C6H11O5)HSO4

n(C6H11O5)HSO4 +nH2O →n C6H12O6+nH2SO4

C6H12O6 +12H2SO4+12MnO2→12MnSO4+6CO2↑+18H2O

从理论上讲，每生产1吨MnSO4需要的纤维素的质量为____吨。

②软锰矿中都含有一定量的砷的化合物，如果不除砷很难达到饲料级的生产标

准。工业上常用氧化剂来除去其中的砷。可以除去砷的氧化剂有:ClO-、KMnO4、(NH4)2S2O8、O3、H2O2等，但在实际生产中，选用的氧化剂是软锰矿，可能的原因是_________。

③在生产MnSO4的浸出渣中常会产生一些硫磺，可以利用四氯乙烯来回收硫磺，

回收硫磺过程中受外界影响较大的因素主要有:萃取温度、液固比等。下图1是上述3种因素对萃取硫磺质量影响的关系图。

请根据以上图表信息，选择最佳的萃取温度和液固比_____________。

(3)有人设想用电化学法将SO2转化为H2SO4的原理如图2所示。

① 该电解质溶液中质子的流向是_____;(填“从正极流向负极”或“从负极流向正极”)

② 写出该电池负极反应的电极反应方程式:_________

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（12分）烟气的脱硫（除SO2）技术和脱硝（除NOx）技术都是环境科学研究的热点。

（1）烟气脱硫、脱硝的环境意义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 ；

（2）一种选择性催化脱硝（NO2）的原理为：6NO2＋8NH3 7N2＋12H2O

①上述反应中被还原的元素是　　　　　　 （填元素符号），反应中每转移2.4mol电子，生成N2的物质的量为　　　　　　　　 。

②超音速飞机排放的尾气是平流层中NOx的主要来源．它们破坏臭氧层的主要机理为：

Ⅰ、O3O＋O2

Ⅱ、NO＋O3 →NO2＋O2

Ⅲ、 NO2＋O→NO＋O2

上述反应中NO所起的作用是　　　　　　　　　　　 ；

（3）下表列出了2种燃煤烟气脱硫方法的原理。

方法Ⅰ中用氨水吸收燃煤烟气中的SO2转化为NH4HSO3，写出该反应的离子方程式：　　　　　　　　 ，是利用了SO2的　　　　 性质（选填字母编号）。

A．漂白性　　　　 B．氧化性　　　　 C．还原性　　 　　 D．酸性氧化物　

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煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx(主要成分为NO、NO2的混合物)，对烟气进行脱硫、脱硝有多种方法。

(1)碱液吸收法：采用石灰乳脱除SO2．脱除后的主要产物是_____。

(2)液相氧化法：采用 NaClO溶液进行脱除。

①NaClO水解的离子方程式是_____。

②NaClO溶液吸收NO的主要过程如下

i．NO(aq)+HClO(aq)⇌NO2(aq)+HCl(aq)　　　 △H1

ii．3NO2(aq)+H2O(1)⇌2HNO3(aq)+NO(aq)　　 △H2

NO(aq)转化为HNO3(aq)的热化学方程式是_____。

③研究pH对NO脱除率的影响。调节 NaClO溶液的初始pH，NO的脱除率如表：

pH影响NO脱除率的原因是_____。

(3)研究发现，在液相氧化法中，一定量的SO2能提高NOx的脱除率。当pH＝5.5时，SO2对有效氯含量、NOx脱除率的影响如图所示。

①据图1，通入SO2后有效氯含量降低。SO2和HClO反应的离子方程式是_____。

②针对图2中NOx脱除率提高的原因，研究者提出了几种可能发生的反应：

A．SO2+2NO+H2O═N2O+H2SO4

B．2SO2+2NO+2H2O═N2+2H2SO4

C．4SO2+2NO2+4H2O═N2+4H2SO4

用同位素示踪法确认发生的反应：把15NO2和NO按一定比例混合，通入SO2的水溶液中，检测气体产物。

a．气体产物中主要含有15NO2、N2O，则发生的主要反应是_____(填序号)。

b．同时检测到气体产物中还有15N N，产生15N N的化学方程式是_____。

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烟气的脱硫（除SO₂）技术和脱硝（除NO_x）技术都是环境科学研究的热点。

（1）烟气脱硫、脱硝的环境意义是________。

（2）选择性催化还原法的脱硝原理为：6NO_x＋4x NH₃  （3＋2x）N₂＋6xH₂O

①上述反应中每转移3mol电子，生成标准状况下N₂的体积为________L。

②已知：2H₂（g）＋O₂（g） ＝2H₂O （g）   ΔH＝－483．6 kJ·mol^－1

N₂（g）＋3H₂（g）＝2NH₃（g）    ΔH＝－92．4 kJ·mol^－1

N₂（g）＋O₂（g）＝2NO（g）     ΔH＝－180．5kJ·mol^－1

则反应6NO（g）＋4NH₃（g）＝5N₂（g）＋6H₂O（g）的ΔH ＝________。

（3）目前，科学家正在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝（NO）原理，其脱硝机理示意图如下图1，脱硝率与温度、负载率（分子筛中催化剂的质量分数）的关系如图2所示。

图1                                   图2

①写出该脱硝原理总反应的化学方程式：________。

②为达到最佳脱硝效果，应采取的条件是________。

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