20.氮氧化物(NO
x)是一類特殊的污染物,它本身會對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成危害,必須進行治理或綜合利用。
(1)一種以沸石籠作為載體對氮氧化物進行催化還原的原理如圖1所示,A在沸石籠內(nèi)轉(zhuǎn)化為B、C、D等中間體的過程如圖2所示。
①由A到B的變化過程可表示為
。
②已知:
4NH
3(g)+5O
2(g)?4NO(g)+6H
2O(g)ΔH
1=-907.28kJ?mol
-14NH
3(g)+3O
2(g)?2N
2(g)+6H
2O(g)ΔH
2=-1269.02kJ?mol
-1,
則圖1脫除NO的總反應(yīng)的熱化學方程式為
。
③關(guān)于該催化劑的說法正確的是
(填標號)。
A.能加快反應(yīng)速率,并且改變反應(yīng)的焓變
B.能增大NH
3還原NO
x反應(yīng)的平衡常數(shù)
C.具有選擇性,能降低特定反應(yīng)的活化能
(2)在溫度500K時,向盛有食鹽的恒容密閉容器中加入NO
2、NO和Cl
2,發(fā)生如下兩個反應(yīng):
Ⅰ.2NO
2(g)+NaCl(s)?NaNO
3(s)+ClNO(g)ΔH
1Ⅱ.2NO(g)+Cl
2(g)?2ClNO(g)ΔH
2①關(guān)于恒溫恒容密閉容器中進行的反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ的下列說法中,正確的是
(填標號)。
a.ΔH
1和ΔH
2不再變化,說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)
b.反應(yīng)體系中混合氣體的顏色保持不變,說明反應(yīng)Ⅰ達到平衡狀態(tài)
c.同等條件下,反應(yīng)Ⅰ的速率遠遠大于反應(yīng)Ⅱ,說明反應(yīng)Ⅰ的活化能小,ΔH
1<ΔH
2d.達平衡后,向反應(yīng)體系中再通入一定量ClNO(g),NO
2(g)和NO(g)的百分含量均減小
②若向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl
2發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,起始總壓為p。10分鐘后達到平衡,用ClNO(g)表示平均反應(yīng)速率υ
平(ClNO)=0.008mol?L
-1?min
-1。則NO的平衡轉(zhuǎn)化率α=
,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K
p=
(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))。
③假設(shè)反應(yīng)Ⅱ的速率方程為:
式中:k為反應(yīng)速率常數(shù),隨溫度t升高而增大;α為NO平衡轉(zhuǎn)化率,α′為某時刻NO轉(zhuǎn)化率,n為常數(shù)。在α′=0.8時,將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程,得到v~t曲線如圖所示。
曲線上υ最大值所對應(yīng)溫度稱為該α′下反應(yīng)的最適宜溫度t
m,t<t
m時,v逐漸提高;t>t
m后,υ逐漸下降。原因是
。