第19届亚洲运动会将于2022年在杭州举行,杭州的空气与水质量的提高越来越成为人们关注的问题。其中,烟气中的NO
x与水中总氮含量(包括有机氮及NO
3-、NO
2-、NH
4+等无机氮)都必须脱除(即脱硝)后才能排放。请回答下列问题:
I.空气的脱硝处理:
已知:CH
4(g)+2O
2(g)=CO
2(g)+2H
2O(l) ΔH
1= -890.3.kJ· mol
-1N
2(g)+O
2(g)=2NO(g) ΔH
2= +180.kJ· mol
-1(1)CH
4可用于脱硝,其化学方程式为CH
4(g)+4NO(g)

CO
2(g)+2N
2(g)+2H
2O(l),ΔH=____kJ· mol
-1。在恒温,恒容的密闭容器中通入2mol CH
4和4mol NO,下列说法正确的是____。
A.甲烷过量,可将NO完全转化为N2 |
B.从反应开始到平衡的过程中,NO的转化率一直增大 |
C.反应过程中,容器中的压强保持不变 |
D.平衡后,再通入一定量的甲烷,正反应速率增大 |
(2)C
2H
4也可用于烟气脱硝。为研究温度、催化剂中Cu
2+负载量对其NO去除率的影响,控制其他条件一定,实验结果如图1所示。为达到最高的NO去除率,应选择的反应温度和Cu
2+负载量分别是____。


II.水的脱硝处理:
(3)水中的含氮物质在好氧硝化菌的作用下有如下反应:
2NH
4+(aq)+3O
2(g)=2NO
2-(aq)+4H
+(aq)+2H
2O(l)(快反应)
2NO
2-(aq)+O
2(g)=2NO
3-(aq)(慢反应)
20℃时含氮废水(以NH
4+)的NH
4+的浓度随DO(水体中溶解氧)浓度的变化曲线如图2所示,在图2上画出20℃时NO
2-的浓度随DO的变化趋势图。_______
(4)研究表明,用电解法除去氨氮废水(反应中视为NH
4+)有很高的脱氮(转化为N
2)效率,写出该过程中阳极的电极反应式____。