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正=k正c2(NO)c2(CO),v逆=k逆c(N2)c2(CO2)(k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關)。若平衡后降低溫度,則k正k逆 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 cc。
?
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NH+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NO2(NH+4)2,最后NO2(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NH+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NO2(NH+4)2,最后NO2(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。
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+CO2-3=NO-3+NO-2+CO22NO2+CO2-3=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。
k
正
k
逆
n
(
CO
)
n
(
NO
)
N
H
+
4
NH
+
4
NO
2
(
NH
+
4
)
2
NO
2
(
NH
+
4
)
2
N
H
+
4
NH
+
4
NO
2
(
NH
+
4
)
2
NO
2
(
NH
+
4
)
2
CO
2
-
3
NO
-
3
NO
-
2
CO
2
-
3
NO
-
3
NO
-
2
【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,NO與O2吸附在Fe3+配位點上形成NO2,然后與NO2結合生成,最后與NO反應生成N2、H2O,并從催化劑表面逸出;2NO2+=++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
N
H
+
4
NH
+
4
NO
2
(
NH
+
4
)
2
NO
2
(
NH
+
4
)
2
CO
2
-
3
NO
-
3
NO
-
2
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/10/16 11:0:2組卷:33引用:1難度:0.3
相似題
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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=
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
(3)在800℃時,=n(CO2)n(C2H6),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=13
(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正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)?c2(H2),k正、k逆為速率常數(shù),只與溫度有關,則T溫度時═k逆k正
(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
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 -
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=×100%制備目標物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量
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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