17.工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙氣中常含有氮氧化物NOx,為了防止污染大氣,排放前需要經(jīng)過適當(dāng)處理脫除NOx。
(1)在一定條件下,可用CO還原NO,其原理為:2CO(g)+2NO(g)?2CO2(g)+N2(g)。
已知:標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓指標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下由最穩(wěn)定的單質(zhì)合成1mol該物質(zhì)的焓變。一些物質(zhì)的燃燒熱或標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓如下表所示。
物質(zhì) |
C(s) |
CO(g) |
NO(g) |
燃燒熱ΔH(kJ/mol) |
-393.5 |
|
|
標(biāo)準(zhǔn)摩爾生成焓ΔfHmθ(kJ/mol) |
0 |
-110.5 |
+90.5 |
①2CO(g)+2NO(g)?2CO
2(g)+N
2(g)ΔH=
。
②下列措施能夠同時提高上述反應(yīng)的速率和NO平衡轉(zhuǎn)化率的是
(填標(biāo)號)。
A.使用催化劑
B.及時分離生成的CO
2C.升高溫度
D.提高CO的濃度
③一定溫度下,在體積恒為2L的密閉容器中通入CO與NO各2mol,初始壓強為20kPa。僅發(fā)生上述反應(yīng),達到平衡后,c(NO):c(N
2)=2:1,則此溫度下該反應(yīng)的壓強平衡常數(shù)K
p=
kPa
-1。再向容器中通入2molCO
2和1molN
2,達到新的平衡時,混合氣體中NO的體積分數(shù)相比原平衡
(選填“增大”、“減小”或“不變”)。
(2)CO也可以還原NO
2,反應(yīng)原理為:NO
2(g)+CO(g)═NO(g)+CO
2(g)。
研究發(fā)現(xiàn),該反應(yīng)分兩步進行:
第一步:NO
2(g)+NO
2(g)→NO
3(g)+NO(g)(慢反應(yīng))
第二步:NO
3(g)+CO(g)→NO
2(g)+CO
2(g)(快反應(yīng))
已知:此條件下,該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率v=k?c(NO
2)(k為速率常數(shù),只與溫度有關(guān))。
下列分析正確的是
(填標(biāo)號)。
A.增大NO
2濃度,該反應(yīng)速率增大
B.增大CO濃度,該反應(yīng)速率幾乎不變
C.NO
3是該反應(yīng)的催化劑
D.第一步反應(yīng)的活化能小于第二步反應(yīng)
(3)工業(yè)煙氣中的NO
2常常無法完全脫除,可用如圖所示裝置來測定工業(yè)煙氣中NO
2的脫除率,其原理如下:
測定開始前,電解質(zhì)溶液中
=n。測定時,將含NO
2的煙氣中通入電解質(zhì)溶液中使NO
2與I
-反應(yīng)NO
2被還原為NO,煙氣中其他成分均不參與反應(yīng))。此時電解池自動開始工作,直到
重新變?yōu)閚,電解自動結(jié)束。
①裝置工作時,陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為:
,NO
2被I
-還原的離子方程式為
。
②將某工業(yè)煙氣分為等體積的兩份,其中一份直接通入該裝置,另一份脫除部分NO
2后再通入該裝置,兩次電解過程中轉(zhuǎn)移的電子量分別為amol、bmol,則本次NO
2脫除率為
。