Question

【題目】大氣污染物的有效去除和資源的充分利用是化學(xué)造福人類的重要研究課題。

（1）汽車尾氣中的CO、NOx、碳?xì)浠�合物是大氣污染物�?/span>

①使用稀土等催化劑能將CO、NO轉(zhuǎn)化成無(wú)毒物質(zhì)。

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(zhuǎn)化成N2(g)和CO2(E)的熱化學(xué)方程式__________________。

②醛類、O3、PAN(過(guò)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(xué)煙霧。某研究性學(xué)習(xí)小組為模擬光化學(xué)煙霧的形成，用紫外線照射裝在密閉容器內(nèi)的被污染空氣樣品,所得物質(zhì)的濃度隨時(shí)間的變化如圖1所示。請(qǐng)你根據(jù)光化學(xué)煙霧的形成原理，對(duì)減少光化學(xué)煙霧的發(fā)生提出一個(gè)合理建議___________________。

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

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

②SCR技術(shù)的另一主要反應(yīng)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(dāng)反應(yīng)溫度升高到550～700℃，NO轉(zhuǎn)化率明顯下降，NO2產(chǎn)率明顯上升(見(jiàn)圖2)的可能原因是______________。(用化學(xué)方程式表達(dá))

（3）目前，科學(xué)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(jī)理示意圖如圖3，脫硝率與溫度、負(fù)載率(分子篩中催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù))的關(guān)系如圖4所示。

①寫出該脫硝原理總反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________。

②為達(dá)到最佳脫硝效果，應(yīng)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(jī)動(dòng)車有害尾氣的排放 < 4NH3+7O2 4NO2+6H2O 6NO+3O2+ 2C2H43N2+4CO2+4H2O 約為350℃、負(fù)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(yīng)熱化學(xué)方程式為:,
因此，本題正確答案是:.

②由圖可知，隨著時(shí)間的加長(zhǎng)，烴類、氮的氧化物逐漸轉(zhuǎn)化為醛、PAN、臭氧，會(huì)形成光化學(xué)煙霧，減少光化學(xué)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(shù)的主要化學(xué)反應(yīng)之一是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g) 2N2(g)+3H2O(g) △H，則該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K= ,因?yàn)樵摲磻?yīng)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(yīng)是放熱反應(yīng),升溫平衡逆向移動(dòng),溫度升高時(shí)還會(huì)發(fā)生氨氣的催化氧化,反應(yīng)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(yīng):═;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(yīng)最終生成、、,反應(yīng)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(diǎn)處,脫硝率高,負(fù)載率低,溫度溫度適宜,適宜適合條件為、負(fù)載率3%,因此，本題正確答案是:、負(fù)載率.