题目内容
【题目】SCR法是工业上消除NOx的常用方法,其原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) △H<0。
(1)NOx破坏臭氧层原理为:①NO+O3NO2+O2 K1 ②NO2+ONO+O2 K2;则O3+O2O2的K=__________(用K1、K2表示),NOx在该反应中的作用是________。
(2)SCR法除NO时,投料比一定时利于提高NO平衡转化率的反应条件是________、________。该法可能发生副反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),减小副反应的主要措施是______、________。
(3)其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图。
①工业上选择催化剂乙的原因是__________;
②在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率________(填“可能是”、“一定是”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率。
(4)消除汽车尾气中的NO时,可用CO(NH2)2还原NO,与SCR法相比,等物质的量的CO(NH2)2与NH3可消除的NO物质的量之比为_________。(不考虑副反应)
【答案】 K1·K2 催化剂 降低温度 减小压强 选择合适的催化剂 控制O2用量 低温下有很强的催化活性(或在较大的温度范围内有较高催化活性) 一定不是 3:1
【解析】(1)已知:①NO+O3NO2+O2 K1
②NO2+ONO+O2 K2
则根据盖斯定律可知①+②即得到O3+O2O2,所以该反应的K=K1·K2;一氧化氮反应生成二氧化氮,二氧化氮反应又生成一氧化氮,说明氮氧化物在该反应中的作用是催化剂的作用;(2)提高NO平衡转化率改变条件使平衡正向进行,由于反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H<0是放热的体积增加的可逆反应,所以可以降低温度、减小压强使平衡正向进行;结合化学平衡移动原理分析,需要选择合适的催化剂、控制氧气用量促进4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H<0反应进行,避免副反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)进行;(3)①图象中曲线变化可知低温下乙的催化作用强,工业上选择催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性;②甲催化剂随温度升高NO转化率先增大后减小是因为催化剂在温度高的条件下催化活性减小,在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率,高于210℃时,NO转化率降低是催化剂活性降低,副反应增多;(4)SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H<0,尿素[CO(NH2)2]还原NO,既安全又高效,且产物都是空气中含有的成分,反应的化学方程式为2CO(NH2)2+6NO=5N2+2CO2+4H2O,所以等物质的量的尿素与氨气可消除的NO物质的量之比=12:4=3:1。
【题目】下列根据实验操作和现象所得出的结论正确的是
选 项 | 实验操作 | 实验现象 | 结 论 |
A | 向NaHS溶液中滴入酚酞 | 溶液变红色 | HS-水解程度大于电离程度 |
B | 向浓度均为0.1 mol·L-1的MgCl2、CuCl2混合溶液中逐滴加入氨水 | 先出现蓝色沉淀 | Ksp[Mg(OH)2]<Ksp[Cu(OH)2] |
C | 向Na2CO3溶液中加入浓盐酸,将产生的气体通入苯酚钠溶液中 | 产生白色浑浊 | 酸性:盐酸>碳酸>苯酚 |
D | 向盛有KI3溶液的两试管中分别加入淀粉溶液和AgNO3溶液 | 前者溶液变蓝色,后者有黄色沉淀 | KI3溶液中存在 |