题目内容

在汽车尾气系统中安装催化转换器,可有效减少尾气中的CO、NO、NO2和碳氢化合物等废气。在转换器的前半部,CO和氮氧化物(NOx)在催化剂的作用下发生反应,生成CO2和N2;在转换器的后半部,残余的烃和尚未反应的CO在催化剂的作用下被氧化生成CO2和H2O。
(1)写出在催化转换器的前半部所发生反应的化学方程式_________________ (氮氧化物以NOx表示);
(2)若汽油(以辛烷计)进入气缸的速率为n mol/s,空气(假设空气中N2和O2体积比为4:1)进入汽缸的速率为m mol/s,则理论上催化转换器排出CO2的速率为:________mol/s。
(3)假定进入催化转换器的氮氧化物的物质的量为a,CO物质的量为b,碳氢化合物(以庚烷计)物质的量为c。求:
①在催化转换器的前半部消耗CO物质的量的范围___________。
②在催化转换器的后半部消耗O2物质的量的范围___________。
(1)2NOx+2xCON2+2xCO2
(2)8n
(3)①a<n(CO)<2a;②(b-2a)/2+11c<n(O2)<b-a)/2+11c
练习册系列答案
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研究二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等大气污染物的治理具有重要意义。

(1)对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样中除H+和OH外其它水溶性离子的化学组分及其平均浓度如下表:

离子

K+

Na+

NH4+

SO42-

NO3

Cl

浓度/mol·L-1

4×10-6

6×10-6

2×10-5

4×10-5

3×10-5

2×10-5

 

根据表中数据判断试样的pH =        

(2)含SO2的工业废气处理:废气的将含有SO2的废气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫,在废气脱硫的过程中,所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前,需通一段时间的二氧化碳,以增加其脱硫效率;脱硫时控制浆液的pH值,此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。

二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为             

亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为                

 (3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。

①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g) H>0

汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是                 

②在汽车尾气系统中安装催化转化器,使NO和CO迅速发生反应转化成对环境无污染的气体,可减少CO和NO的污染,反应的化学方程式为              

(4)用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染。例如:

CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·mol—1

CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol—1

H2O(g)= H2O(l)△H=-144kJ·mol—1

取标准状况下4.48LCH4还原NO2和NO的混合物,若氮氧化物完全被还原,且生成H2O(l),则放出的总热量Q的取值范围是              

 

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