氮的氧化物是造成大气污染的主要物质,研究氮氧化物间的相互转化及脱除具有重要意义。
I.氮氧化物间的相互转化
(1)已知2NO(g)+O
2(g)

2NO
2(g)的反应历程分两步:
第一步 2NO(g)

N
2O
2(g) (快速平衡)
第二步 N
2O
2(g) + O
2(g) = 2NO
2(g) (慢反应)
①用O
2表示的速率方程为v(O
2)=k
1·c
2(NO)·c(O
2);NO
2表示的速率方程为v(NO
2)=k
2·c
2(NO)·c(O
2),k
1与k
2分别表示速率常数,则

=________。
②下列关于反应2NO(g)+O
2(g)=2NO
2(g)的说法正确的是_________(填序号)。
A.增大压强,反应速率常数一定增大 |
B.第一步反应的活化能小于第二步反应的活化能 |
C.反应的总活化能等于第一步和第二步反应的活化能之和 |
(2)2NO
2(g)

N
2O
4(g)(△H<0),用分压(某组分的分压等于总压与其物质的量分数的积)表示的平衡常数K
P与

(T为温度)的关系如图。

①能正确表示lgK
P与

关系的曲线是________(填“a”或“b”)。
②298K时,在体积固定的密闭容器中充入一定量的NO
2,平衡时NO
2的分压为100kPa。已知K
P =2.7×10
-3 kPa
-1,则NO
2的转化率为__________。
II.烟气中氮氧化物的脱除
(3)以NH
3为还原剂在脱硝装置中消除烟气中的氮氧化物。
主反应:4NH
3(g)+4NO(g)+O
2(g)= 4N
2(g)+6H
2O(g) △H
1副反应:4NH
3(g)+3O
2(g)=2N
2(g)+6H
2O(g) △H
2=-1267.1kJ/mol
4NH
3(g)+5O
2(g)=4NO(g)+6H
2O(g) △H
3=-907.3 kJ/mol
①△H
1=____________。
②将烟气按一定的流速通过脱硝装置,测得出口NO的浓度与温度的关系如图1,试分析脱硝的适宜温度是______(填序号)。温度超过1000 ℃,NO浓度升高的原因是________。
a.<850℃ b.900~1000℃ c.>1050 ℃

(4)以连二亚硫酸盐(S
2O
42-)为还原剂脱除烟气中的NO,并通过电解再生,装置如图2。阴极的电极反应式为_________,电解槽中的隔膜为_______(填“阳”或“阴”)离子交换膜。