氮及其化合物的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。
(1)合成氨工业是最基本的无机化工之一,氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。合成氨反应中有关化学键键能数据如下表:
化学键
| H—H
| N≡N
| N—H
|
E/ kJ•mol﹣1
| 436
| 946
| 391
|
①已知:合成氨反应:N
2(g)+3H
2 (g)

2NH
3(g)的活化能Ea="508" kJ•mol
﹣1,则氨分解反应: NH
3(g)

1/2N
2(g) +3/2H
2 (g) 的活化能Ea= _____________。
②图1表示500℃、60.0MPa条件下,原料气投料比与平衡时NH
3体积分数的关系。根据图中a点数据计算N
2的平衡体积分数:______________(保留3位有效数字)。
③依据温度对合成氨反应的影响,在下图坐标系中,画出一定条件下的密闭容器内,从通入原料气开始,随温度不断升高,N
2物质的量变化的曲线示意图。___________

(2)选择性催化还原脱硝技术(SCR)是目前较成熟的烟气脱硝技术,该技术是指在温度300~420℃之间和催化剂条件下,用还原剂(如NH
3)选择性地与NO
x反应。
①SCR脱硝技术中发生的主要反应为:4NH
3(g) + 4NO(g) + O
2 (g)

4N
2(g) + 6H
2O (g) △H=-1625.5kJ·mol
-1;氨氮比[n(NH
3)/n(NO)]会直接影响该方法的脱硝率。350℃时,只改变氨气的投放量,氨气的转化率与氨氮比的关系如图所示。当n(NH
3)/n(NO)>1.0时,烟气中NO浓度反而增大,主要原因是__________________________。

②碱性溶液处理烟气中的氮氧化物也是一种脱硝的方法,写出NO
2被Na
2CO
3溶液吸收生成三种盐的化学反应方程式______________________________________。
③直接电解吸收也被用于脱硝。用6%的稀硝酸吸收NO
x生成亚硝酸,再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸。电解装置如图所示。阳极的电极反应式为__________________________。