30.化學(xué)鏈氣化是一種新穎的污泥處理方式,該方法處理污泥中的含氮物質(zhì)主要分為兩個(gè)環(huán)節(jié):①將污泥中的含氮物質(zhì)轉(zhuǎn)化為NH
3和HCN兩種氣體;②用Fe
2O
3將NH
3和HCN轉(zhuǎn)化為無(wú)毒物質(zhì)。某研究團(tuán)隊(duì)對(duì)該方法進(jìn)行了熱力學(xué)模擬。回答下列問(wèn)題:
(1)HCN中N的化合價(jià)為
。
(2)HCN和Fe
2O
3反應(yīng)生成Fe和無(wú)毒物質(zhì),該反應(yīng)的化學(xué)方程式
。
(3)已知:N
2(g)+3H
2(g)═2NH
3(g)△H=-92.0kJ?mol
-1;
H
2(g)+
O
2(g)═H
2O(g)△H=-240.0kJ?mol
-1;
2Fe(s)+
O
2(g)═Fe
2O
3(s)△H=-1644.0kJ?mol
-1;
則反應(yīng)2NH
3(g)+Fe
2O
3(s)═N
2(g)+3H
2O(g)+2Fe(s)△H=
kJ?mol
-1。
(4)用Fe
2O
3處理NH
3和HCN混合氣體,反應(yīng)時(shí)間為60min,部分氣體物質(zhì)、含鐵產(chǎn)物的百分含量(物質(zhì)的量百分?jǐn)?shù))隨OS/CC(Fe
2O
3與污泥摩爾比)的變化如圖。
①假設(shè)平衡時(shí)混合氣體的總濃度為1mol?L
-1,利用圖1中數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)2NH
3(g)+Fe
2O
3(s)═N
2(g)+3H
2O(g)+2Fe(s)的平衡常數(shù)K=
(列計(jì)算式)。若升高溫度該反應(yīng)的平衡常數(shù)將
。(選填“增大”、“減小”、“不變”)
②已知Fe
2O
3的還原程度隨OS/CC的增大而逐漸降低,則圖2中曲線①表示
。(選填“Fe”“FeO”“Fe
3O
4”)
③結(jié)合圖1、圖2分析,下列說(shuō)法正確的是
。
A.Fe
2O
3是該反應(yīng)的催化劑
B.固體產(chǎn)物經(jīng)氧化處理后可循環(huán)利用
C.OS/CC為0.03時(shí),HCN的氧化速率比NH
3低
D.OS/CC約為0.05時(shí) Fe
2O
3的利用率和污染物處理效果最佳