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以NH3還原NOx的選擇性催化還原(NH3-SCR)技術(shù)廣泛應(yīng)用于煙氣(含NO、O2、N2等)脫硝。
(1)NOx大量排放造成的環(huán)境問題主要有:
酸雨、光化學(xué)煙霧、破壞臭氧層
酸雨、光化學(xué)煙霧、破壞臭氧層
(填一種)。
(2)以Fe-Mn/TiO2催化的NH3-SCR反應(yīng)機(jī)理如圖所示(字母A~D為中間體的代號(hào))。
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①NH3-SCR反應(yīng)的化學(xué)方程式為
4NH3+4NO+O2
F
e
-
M
n
/
T
i
O
2
4N2+6H2O
4NH3+4NO+O2
F
e
-
M
n
/
T
i
O
2
4N2+6H2O
。
②根據(jù)元素電負(fù)性的變化規(guī)律,步驟Ⅰ、Ⅱ的過程可描述為
NH3中帶部分負(fù)電荷的N與A中帶正電荷的Mn作用生成B,B中帶部分正電荷的H轉(zhuǎn)移到帶負(fù)電荷的O上生成C
NH3中帶部分負(fù)電荷的N與A中帶正電荷的Mn作用生成B,B中帶部分正電荷的H轉(zhuǎn)移到帶負(fù)電荷的O上生成C
。
(3)常壓下,將一定比例的NH3、NO、O2、N2的混合氣體勻速通過裝有催化劑的反應(yīng)管,測(cè)得NO的轉(zhuǎn)化率與N2的選擇性[
2
n
生成
N
2
n
總轉(zhuǎn)化
N
H
3
]如圖所示。溫度高于350℃,N2選擇性下降的原因是
催化劑活性降低,NH3轉(zhuǎn)化為N2的速率降低;部分NH3被氧化為NO
催化劑活性降低,NH3轉(zhuǎn)化為N2的速率降低;部分NH3被氧化為NO
。
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(4)研究NH3-SCR法尾氣中NH3脫除機(jī)理的流程如圖1所示。其他條件一定時(shí),在不通O2、通入O2兩種情況下,NH3的脫除率、NO的選擇性[
n
生成
NO
n
總轉(zhuǎn)化
N
H
3
]與通氣時(shí)間的關(guān)系如圖2所示。
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①反應(yīng)17~19.2h時(shí),NH3脫除率下降,其原因是
該時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為NH3與CuO反應(yīng)生成Cu(或Cu2O)和N2,隨時(shí)間推移,CuO與Cu2O的量減少,NH3氧化為N2的速率降低
該時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為NH3與CuO反應(yīng)生成Cu(或Cu2O)和N2,隨時(shí)間推移,CuO與Cu2O的量減少,NH3氧化為N2的速率降低

②通入O2后,NO選擇性增大,其原因是
隨時(shí)間推移,Cu被O2氧化為CuO的量增多,NH3被CuO催化氧化成NO的量增大
隨時(shí)間推移,Cu被O2氧化為CuO的量增多,NH3被CuO催化氧化成NO的量增大

【答案】酸雨、光化學(xué)煙霧、破壞臭氧層;4NH3+4NO+O2
F
e
-
M
n
/
T
i
O
2
4N2+6H2O;NH3中帶部分負(fù)電荷的N與A中帶正電荷的Mn作用生成B,B中帶部分正電荷的H轉(zhuǎn)移到帶負(fù)電荷的O上生成C;催化劑活性降低,NH3轉(zhuǎn)化為N2的速率降低;部分NH3被氧化為NO;該時(shí)間段內(nèi)發(fā)生的反應(yīng)為NH3與CuO反應(yīng)生成Cu(或Cu2O)和N2,隨時(shí)間推移,CuO與Cu2O的量減少,NH3氧化為N2的速率降低;隨時(shí)間推移,Cu被O2氧化為CuO的量增多,NH3被CuO催化氧化成NO的量增大
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:85引用:1難度:0.7
相似題
  • 1.依據(jù)圖1和圖2,回答下列問題。
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    (1)圖1能反映出氮元素及其化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
    ①X的化學(xué)式為
     
    ,X轉(zhuǎn)化為硝酸
     
    (填“是”或“不是”)氧化還原反應(yīng)。
    ②汽車排氣管上裝有催化轉(zhuǎn)化器可將尾氣中的有害氣體CO和NO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無害氣體排放,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     
    。
    ③在完成氨氣的催化氧化實(shí)驗(yàn)時(shí),先用酒精噴燈預(yù)熱催化劑,然后通入反應(yīng)氣體,當(dāng)催化劑紅熱后撤離酒精噴燈,催化劑始終保持紅熱,溫度可達(dá)700℃以上。說明反應(yīng)過程中斷鍵的總能量
     
    (填“大于”、“小于”或“等于”)成鍵的總能量。
    ④若要將NH3轉(zhuǎn)化為N2,從原理上分析,下列試劑可行的是
     
    。(填字母)
    A.O2
    B.Na
    C.NH4Cl
    D.NO2
    ⑤用氫氧化鈉溶液可以吸收廢氣中的氮氧化物,反應(yīng)的化學(xué)方程式如下:NO2+NO+2NaOH═2NaNO2+H2O;2NO2+2NaOH═NaNO2+NaNO3+H2O。現(xiàn)有VL某NaOH溶液能完全吸收nmol NO2和mmol NO組成的大氣污染物,則NaOH溶液的物質(zhì)的量濃度至少為
     
    mol?L-1。若所得溶液中c(
    NO
    -
    3
    ):c(
    NO
    -
    2
    )=1:9,則原混合氣體中NO2和NO物質(zhì)的量之比n:m=
     

    (2)圖2為實(shí)驗(yàn)室制取氨氣的實(shí)驗(yàn)裝置。
    ①實(shí)驗(yàn)室常用的制取氨氣的化學(xué)方程式為
     
    。
    ②下列試劑不能用于干燥NH3的是
     
    。(填字母)
    A.濃硫酸
    B.堿石灰
    C.NaOH固體
    D.生石灰
    ③若要收集一瓶氨氣,請(qǐng)將上述裝置補(bǔ)充完整,在圖2虛框內(nèi)畫出連接圖
     
    。
    ④氯堿工業(yè)中可用氨氣檢查氯氣管道是否泄漏,泄漏的氯氣遇到氨氣會(huì)產(chǎn)生白煙,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
     

    發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:30引用:1難度:0.6
  • 2.如果用排水法收集濃硝酸受熱分解所產(chǎn)生的氣體,則( ?。?/h2>

    發(fā)布:2024/11/6 8:0:1組卷:27引用:2難度:0.9
  • 3.氮及其化合物在工、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域占據(jù)重要地位,但其氮氧化物(NOx)也會(huì)造成酸雨、光化學(xué)煙霧等環(huán)境污染問題。回答下列問題:
    (1)如圖是自然界中氮循環(huán)示意圖:
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    ①根據(jù)如圖,分別寫出人工固氮和自然固氮(雷電作用)的化學(xué)方程式:
     
     
    。
    ②亞硝酸鹽和銨鹽反應(yīng)可生成氮?dú)狻H绶磻?yīng):NH4Cl+NaNO2
    NaCl+2H2O+N2↑。該反應(yīng)中,每生成6.72L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)N2,轉(zhuǎn)移
     
    mol電子。
    ③根據(jù)如圖,下列說法正確的是
     
    (填字母)。
    A.氮元素均被氧化
    B.含氮無機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化
    C.氮、氫、氧三種元素均參與了氮循環(huán)
    (2)NOx是汽車尾氣中的主要污染物之一。在汽車尾氣系統(tǒng)中裝置催化轉(zhuǎn)化器,可有效降低NOx的排放。
    ①當(dāng)尾氣中空氣不足時(shí),NOx在催化轉(zhuǎn)化器中被還原成N2排出。寫出NO被CO還原的化學(xué)方程式:
     
    。
    ②當(dāng)尾氣中空氣過量時(shí),催化轉(zhuǎn)化器中的金屬氧化物吸收NOx生成鹽。其吸收能力順序如下:12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。其原因是
     
    ,元素的金屬性逐漸增強(qiáng),金屬氧化物對(duì)NOx的吸收能力逐漸增強(qiáng)。
    ③氮氧化物(NOx)與懸浮在大氣中的海鹽粒子相互作用時(shí),發(fā)生反應(yīng):4NO2(g)+2NaCl(s)?2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)。上述反應(yīng)可以視作分兩步進(jìn)行:第1步:
     
    ;第2步:2ClNO(g)?2NO(g)+Cl2(g)。
    ④NaClO溶液可吸收硝酸工業(yè)尾氣中的NOx。其他條件相同,NO轉(zhuǎn)化為NO3-的轉(zhuǎn)化率隨NaClO溶液初始pH(用稀硫酸調(diào)節(jié))的減小而增大。在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl-和NO3-的離子方程式為
     
    ;簡(jiǎn)述NaClO溶液的初始pH越小,NO轉(zhuǎn)化率越高的原因:
     

    發(fā)布:2024/11/8 8:0:1組卷:17引用:1難度:0.6
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