霧霾由多種污染物形成,包含顆粒物(PM2.5)、氮氧化物(NOx)、CO、SO2等?;瘜W(xué)在解決霧霾污染中有著重要的作用。
(1)已知:①2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H1=-566.0kJ?mol-1
②2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)△H2=-116.5kJ?mol-1
③N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H3=+180.5kJ?mol-1
廢氣中NO2與CO轉(zhuǎn)化成無污染氣體的熱化學(xué)方程式為
4CO(g)+2NO2(g)=4CO2(g)+N2(g)△H=-1196.0kJ?mol-1
4CO(g)+2NO2(g)=4CO2(g)+N2(g)△H=-1196.0kJ?mol-1
。
(2)研究發(fā)現(xiàn)利用NH3可除去硝酸工業(yè)尾氣中的NO.NH3與NO的物質(zhì)的量之比分別為1:2、1:1.5、3:1時(shí),NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖1所示。
①曲線a中,NO的起始濃度為6×10-4mg?m-3,從X點(diǎn)到Y(jié)點(diǎn)經(jīng)過10s,則該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為1.2×10-5
1.2×10-5
mg?m-3?s-1。
②曲線c對(duì)應(yīng)的NH3與NO的物質(zhì)的量之比是1:2
1:2
,其理由是相同溫度下,NH3與NO物質(zhì)的量的比值越小,NO脫除率就越小
相同溫度下,NH3與NO物質(zhì)的量的比值越小,NO脫除率就越小
。
(3)炭黑是霧霾中的重要顆粒物,研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子,生成活化氧,活化氧可以快速氧化SO2.活化過程的能量變化模擬計(jì)算結(jié)果如圖2所示。
無水情況下,一個(gè)氧分子的活化能為0.75eV
0.75eV
,容易活化氧分子的條件是有水
有水
(填“有水”或“無水”)。
(4)利用反應(yīng)6NO2+8NH3═7N2+12H2O構(gòu)成的電池既能有效消除氮氧化物的排放,減輕霧霾污染,又能充分利用化學(xué)能,裝置如圖3所示。
①B極的電極反應(yīng)式為2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
。
②若反應(yīng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子,A極生成N2的體積為3.36
3.36
L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。