Question

【題目】大氣污染物的有效去除和資源的充分利用是化學造福人類的重要研究課題。

（1）汽車尾氣中的CO、NOx、碳氫化合物是大氣污染物。

①使用稀土等催化劑能將CO、NO轉化成無毒物質。

已知：N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5kJ·mol-1

2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221kJ·mol-1

C(s)+O2(g)=CO2(g) △H3=-393.5kJ·mol-1

寫出NO(g)與CO(g)催化轉化成N2(g)和CO2(E)的熱化學方程式__________________。

②醛類、O3、PAN(過氧硝酸乙酰)等污染物氣體和顆粒物所形成的煙霧稱為光化學煙霧。某研究性學習小組為模擬光化學煙霧的形成，用紫外線照射裝在密閉容器內的被污染空氣樣品,所得物質的濃度隨時間的變化如圖1所示。請你根據(jù)光化學煙霧的形成原理，對減少光化學煙霧的發(fā)生提出一個合理建議___________________。

（2）利用NH3催化還原氮氧化物(SCR技術)是目前應用廣泛的煙氣脫硝技術。

①SCR技術的主要化學反應之一是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g) △H，則該反應的化學平衡常數(shù)表達式K=__________。該反應的平衡常數(shù)K隨溫度T的升高而減小，則該反應的△H__________0 (填“>”、“ <”或“”=)。

②SCR技術的另一主要反應為4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H=-1627.2kJ·mol-1。NO和NH3在有氧條件及Ag2O催化作用下，當反應溫度升高到550～700℃，NO轉化率明顯下降，NO2產率明顯上升(見圖2)的可能原因是______________。(用化學方程式表達)

（3）目前，科學家還在研究一種以乙烯作為還原劑的脫硝(NO)原理，其脫硝機理示意圖如圖3，脫硝率與溫度、負載率(分子篩中催化劑的質量分數(shù))的關系如圖4所示。

①寫出該脫硝原理總反應的化學方程式______________________。

②為達到最佳脫硝效果，應選擇的條件是______________________。

Answer 1

【答案】2NO(g)+2CO(g) =N2(g)+2CO2(g) △H= -746.5kJ·mol-1 減少機動車有害尾氣的排放 < 4NH3+7O2 4NO2+6H2O 6NO+3O2+ 2C2H43N2+4CO2+4H2O 約為350℃、負載率3.0 %

【解析】

（1）①已知:(1)═
(2)═
(3)═
根據(jù)蓋斯定律,(3)可得:,故,
反應熱化學方程式為:,
因此，本題正確答案是:.

②由圖可知，隨著時間的加長，烴類、氮的氧化物逐漸轉化為醛、PAN、臭氧，會形成光化學煙霧，減少光化學煙霧的發(fā)生，可減少氮的氧化物的排放，如減少汽車尾氣的排放。

（2）①SCR技術的主要化學反應之一是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g) △H，則該反應的化學平衡常數(shù)表達式K= ,因為該反應的平衡常數(shù)K隨溫度T的升高而減小，所以△H. <0 。本題答案：. < 。

②反應是放熱反應,升溫平衡逆向移動,溫度升高時還會發(fā)生氨氣的催化氧化,反應方程式：4NH3+7O2 4NO2+6H2O因此，本題正確答案是:溫度升高,發(fā)生了副反應:═;溫度升高,
(3)根據(jù)圖1可以知道,在催化劑的作用下,與NO、反應最終生成、、,反應總方程式為6NO+3O2+ 2C2H43N2+4CO2+4H2O:,
因此，本題正確答案是: 6NO+3O2+ 2C2H43N2+4CO2+4H2O;
(2)由圖可以知道,b曲線的最高點處,脫硝率高,負載率低,溫度溫度適宜,適宜適合條件為、負載率3%,因此，本題正確答案是:、負載率.