Question

【題目】氮氧化物排放是形成臭氧層空洞、酸雨、霧霾的重要成因之一。SCR法是工業(yè)上消除氮氧化物的常用方法，反應原理為：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) △H<0

（1）氮氧化物破壞臭氧層原理為：①NO+O3NO2+O2 ②NO2+ONO+O2

常溫下反應①的平衡常數(shù)為K1，反應②的平衡常數(shù)為K2，則反應O3+O2O2的平衡常數(shù)K ＝________（用K1、K2表示）。

（2）SCR法除NO時，投料比一定時有利于提高NO平衡轉(zhuǎn)化率的反應條件是________、________。該法可能發(fā)生副反應4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，減少副反應的主要措施是________、________。

（3）其他條件相同，在甲、乙兩種催化劑作用下，NO轉(zhuǎn)化率與溫度的關系如圖。

①工業(yè)上選擇催化劑乙的原因是________；

②在催化劑甲作用下，圖中M點處（對應溫度為210℃）NO的轉(zhuǎn)化率_________（填“可能是”、“一定是”或“一定不是”）該溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率。高于210℃時，NO轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是________。

（4）消除汽車尾氣中的NO時，可用尿素[(NH2)2CO]還原NO，既安全又高效，且產(chǎn)物都是空氣中含有的成分。與SCR法相比，等物質(zhì)的量的尿素與氨氣可消除的NO物質(zhì)的量之比為________。（不考慮副反應）

Answer 1

【答案】 K1·K2 降低溫度 減小壓強 選擇合適的催化劑 控制O2用量 低溫下有很強的催化活性（或在較大的溫度范圍內(nèi)有較高催化活性） 一定不是 催化劑活性降低、副反應增多（任寫一個） 3:1

【解析】（1）①NO+O3NO2+O2反應①的平衡常數(shù)為K1=，②NO2+ONO+O2 反應②的平衡常數(shù)為K2=，反應O3+O2O2的平衡常數(shù)K=，據(jù)此分析計算得到K=K1K2；
（2）SCR法是工業(yè)上消除氮氧化物的常用方法，反應原理為：4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）4N2（g）+6H2O（g）△H＜0，提高NO平衡轉(zhuǎn)化率改變條件使平衡正向進行；反應為氣體體積增大的放熱反應，可以降低溫度、減小壓強使平衡正向進行，減少副反應應使副反應4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）平衡逆向進行，結合化學平衡移動原理分析，需要選擇合適的催化劑、控制氧氣用量促進4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）4N2（g）+6H2O（g）△H＜0反應進行，避免副反應4NH3（g）+5O2（g）4NO（g）+6H2O（g）進行；
（3）①圖象中曲線變化可知低溫下乙的催化作用強，工業(yè)上選擇催化劑乙的原因是低溫下有很強的催化活性；
②甲催化劑隨溫度升高NO轉(zhuǎn)化率先增大后減小是因為催化劑在溫度高的條件下催化活性減小，在催化劑甲作用下，圖中M點處（對應溫度為210℃）NO的轉(zhuǎn)化率一定不是該溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率，高于210℃時，NO轉(zhuǎn)化率降低是催化劑活性降低，副反應增多；
（4）SCR法是工業(yè)上消除氮氧化物的常用方法，反應原理為：4NH3（g）+4NO（g）+O2（g）4N2（g）+6H2O（g）△H＜0　　　尿素[（NH2）2CO]還原NO，既安全又高效，且產(chǎn)物都是空氣中含有的成分，反應的化學方程式為2（NH2）2CO+6NO=5N2+2CO2+4H2O，等物質(zhì)的量的尿素與氨氣可消除的NO物質(zhì)的量之比=12︰4=3︰1。