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CO、NOx的過度排放對環(huán)境和人體健康帶來極大的危害,工業(yè)上可采取多種方法減少這些有害氣體的排放。
Ⅰ.汽車尾氣中的NO和CO在催化轉(zhuǎn)化器中反應生成兩種無毒無害的氣體:
2NO(g)+2CO(g)═N2(g)+2CO2(g)ΔH=-746.5kJ?mol-1。
(1)已知該反應的v=kc2(NO)c2(CO),v=kc(N2)c2(CO2)(k、k為速率常數(shù),只與溫度有關)。若平衡后降低溫度,則
k
k
增大
增大
(填“增大”“不變”或“減小”)。
(2)將CO和NO按不同比例投入一密閉容器中,控制一定溫度(T1或T2),發(fā)生反應達到平衡時,所得的混合氣體中N2的體積分數(shù)隨
n
CO
n
NO
的變化曲線如圖-1所示。
①T1
T2(填“>”或“<”或“=”)。
②圖中a、b、c、d對應NO轉(zhuǎn)化率最大的是
c
c
。
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Ⅱ.NH3催化還原NO。
(3)有氧條件下,在Fe基催化劑表面,NH3還原NO的反應機理如圖-2所示,該過程可描述為
在Fe基催化劑表面,NH3吸附在酸性配位點上形成
N
H
+
4
,NO與O2吸附在Fe3+配位點上形成NO2,然后
NH
+
4
與NO2結合生成
NO
2
NH
+
4
2
,最后
NO
2
NH
+
4
2
與NO反應生成N2、H2O,并從催化劑表面逸出
在Fe基催化劑表面,NH3吸附在酸性配位點上形成
N
H
+
4
,NO與O2吸附在Fe3+配位點上形成NO2,然后
NH
+
4
與NO2結合生成
NO
2
NH
+
4
2
,最后
NO
2
NH
+
4
2
與NO反應生成N2、H2O,并從催化劑表面逸出

Ⅲ.低溫等離子體技術氧化NO。
(4)近年來,低溫等離子體技術是在高壓放電下,O2產(chǎn)生O*自由基,O*自由基將NO氧化為NO2后,再用Na2CO3溶液吸收,達到消除NO的目的。實驗室將模擬氣((N2、O2、NO)以一定流速通入低溫等離子體裝置,實驗裝置如圖-3所示。
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①若4.6gNO2被含0.05molNa2CO3的溶液充分吸收,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.05mol,則此反應的離子方程式為
2NO2+
CO
2
-
3
=
NO
-
3
+
NO
-
2
+CO2
2NO2+
CO
2
-
3
=
NO
-
3
+
NO
-
2
+CO2

②其他條件相同,等離子體的電功率與NO轉(zhuǎn)化率的關系如圖-4所示,當電功率大于30W時,NO轉(zhuǎn)化率下降的原因可能是
功率增大時,會生成更多的O*自由基,NO更容易被氧化為NO2,但功率增大,N2和O2在放電時會生成NO,相比而言,后者產(chǎn)生的NO更多
功率增大時,會生成更多的O*自由基,NO更容易被氧化為NO2,但功率增大,N2和O2在放電時會生成NO,相比而言,后者產(chǎn)生的NO更多
。

【答案】增大;<;c;在Fe基催化劑表面,NH3吸附在酸性配位點上形成
N
H
+
4
,NO與O2吸附在Fe3+配位點上形成NO2,然后
NH
+
4
與NO2結合生成
NO
2
NH
+
4
2
,最后
NO
2
NH
+
4
2
與NO反應生成N2、H2O,并從催化劑表面逸出;2NO2+
CO
2
-
3
=
NO
-
3
+
NO
-
2
+CO2;功率增大時,會生成更多的O*自由基,NO更容易被氧化為NO2,但功率增大,N2和O2在放電時會生成NO,相比而言,后者產(chǎn)生的NO更多
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/10/16 11:0:2組卷:33引用:1難度:0.3
相似題
  • 1.CO2的捕集與轉(zhuǎn)化是當今科學研究的重要課題。以CO2、C2H6為原料合成C2H4涉及的主要反應如下:
    Ⅰ.CO2(g)+C2H6(g)?C2H4(g)+H2O(g)+CO(g)ΔH=+177kJ?mol-1(主反應)
    Ⅱ.C2H6(g)?CH4(g)+H2(g)+C(S)ΔH=+9kJ?mol-1(副反應)
    (1)反應Ⅰ的反應歷程可分為如下兩步:
    i.C2H6(g)?C2H4(g)+H2(g)ΔH1(反應速率較快)
    ii.H2(g)+CO2(g)?H2O(g)+CO(g)ΔH2=+41kJ?mol-1(反應速率較慢)
    ①ΔH1=
     
    kJ?mol-1
    ②相比于提高c(C2H6),提高c(CO2)對反應I速率影響更大,其原因是
     
    。
    (2)向恒壓密閉容器中充入CO2和C2H6合成C2H4,選擇不同溫度對相關量的影響如圖所示,工業(yè)生產(chǎn)綜合各方面的因素,反應選擇800℃的原因是
     

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    (3)在800℃時,
    n
    C
    O
    2
    n
    C
    2
    H
    6
    =
    1
    3
    ,充入一定體積的密閉容器中,在有催化劑存在的條件下,只發(fā)生主反應,初始壓強為P,一段時間達到平衡,產(chǎn)物的物質(zhì)的量之和與剩余反應物的物質(zhì)的量之和相等,該溫度下反應的平衡常數(shù)Kp=
     
    (用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù)。計算結果用最簡分式表示)。
    (4)工業(yè)上用甲烷催化法制取乙烯,只發(fā)生如下反應:2CH4?C2H4+2H2ΔH>0,溫度T時,向2L的恒容反應器中充入2mol CH4,僅發(fā)生上述反應,反應過程中CH4的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示。實驗測得v=kc2(CH4),v=kc(C2H4)?c2(H2),k、k為速率常數(shù),只與溫度有關,則T溫度時
    k
    k
     
    (用含有m的代數(shù)式表示)。
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    (5)我國科學家使用電化學的方法(裝置如圖)用C2H6和CO2合成了C2H4。
    ①M是電源的
     
    極。
    ②陽極電極反應式是
     
    。

    發(fā)布:2024/12/17 20:30:1組卷:24引用:2難度:0.6
  • 2.一定條件下,可逆反應的平衡常數(shù)可以用平衡濃度計算,也可以用平衡分壓代替平衡濃度計算分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù).在恒溫恒壓條件下,總壓不變,用平衡分壓計算平衡常數(shù)更方便.下列說法不正確的是(  )

    發(fā)布:2024/12/21 8:0:2組卷:134引用:1難度:0.7
  • 菁優(yōu)網(wǎng)3.工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在Pt-Rh合金催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2,兩個競爭反應化學方程式如下:
    Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)
    Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)
    現(xiàn)將1molNH3、1.45molO2充入1L恒容密閉容器中,在上述催化劑作用下反應,相同時間內(nèi)有關生成物物質(zhì)的量隨溫度變化曲線如圖所示。
    已知:有效轉(zhuǎn)化率=
    制備目標物質(zhì)消耗原料的量
    原料總的轉(zhuǎn)化量
    ×100%
    下列說法不正確的是( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/12/17 0:30:2組卷:81引用:5難度:0.5
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