Question

【题目】工业废气、汽车尾气排放出的NOx、SO2等，是形成雾霾的主要物质，其综合治理是当前重要的研究课题。

（1）已知：①CO燃烧热的△H1=－283.0kJ·mol-l，②N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H2=+180.5kJ·mol-1，汽车尾气中的NO(g)和CO(g)在一定温度和催化剂条件下可发生如下反应：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)； △H=___。

（2）将0．20mol NO和0．10molCO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生上述反应，反应过程中部分物质的浓度变化如下图所示．

①该反应第一次达到平衡时的平衡常数为________。

②第12min时改变的条件是________。

③在第24min时，若保持温度不变，再向容器中充入CO和N2各0．060mol，平衡将________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)．

(3)SNCR-SCR脱硝技术是一种新型的除去烟气中氮氧化物的脱硝技术，一般采用氨气或尿素。

①SNCR脱硝技术中：在催化剂作用下用NH3作还原剂还原NO，其主要反应为：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)，△H<0。体系温度直接影响SNCR技术的脱硝效率，如图所示。当体系温度约为925℃时，SNCR脱硝效率最高，其可能的原因是________。

②SCR脱硝技术中则用尿素[CO(NH2)2]作还原剂还原NO2的化学方程式为____________。

Answer 1

【答案】-746.5kJ/mol 0．35 L·mol－1 升温 逆向 低于925℃反应速率较慢，高于925℃ 会降低催化剂活性，且升高温度脱硝反应

逆向移动 4CO(NH2)2+6NO24CO2+7N2+8H2O

【解析】

（1）根据盖斯定律计算；

（2）根据浓度变化图像，反应物为NO、CO，生成物为N2、CO2，9min达到平衡时各物质的变化量分别为0.04mol/L、0.04mol/L、0.02mol/L、0.04mol/L，则方程式为2NO(g)+2CO(g) N2 (g)+2CO2 (g)；

(3)根据图像、反应放热及催化剂角度进行解释。

（1）①CO燃烧热的方程式为CO(g)+ O2(g)= CO2(g) △H1=－283.0kJ·mol-l，②N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H2+180.5kJ·mol-1，根据盖斯定律，①2-②可得2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ，△H=－283.02-180.5=-746.5kJ/mol；

（2①该反应9min达到平衡时，各物质的浓度分别为0.16mol/L、0.06mol/L、0.02mol/L、0.04mol/L，则平衡常数=0.0420.02/（0.1620.062）=0.35mol-1L；

②第12min时，反应各量浓度未变化，且反应物的浓度增大，平衡逆向移动，则改变条件为升高温度；

③ 2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)

18min：0.18 0.08 0.01 0.02

K2=0.0220.01/（0.1820.082）=0.02，第24min时，若保持温度不变，则K2不变，向容器中充入CO和N2各0．060mol，则Qc=0.0220.07/（0.1820.142）=0.04，Qc>K2，平衡逆向移动；

(3) ①温度低于925℃时，反应速率减慢，脱硝效率降低，温度高于925℃时，催化剂的活性降低，且反应为放热反应，升高温度，平衡逆向移动，脱硝率降低；

②用尿素[CO(NH2)2]作还原剂还原NO2，生成物为氮气、二氧化碳和水，则方程式为4CO(NH2)2+6NO24CO2+7N2+8H2O。