题目内容
【题目】氮氧化物排放是形成臭氧层空洞、酸雨、雾霾的重要成因之一。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
(1)氮氧化物破坏臭氧层原理为：①NO+O3
NO2+O2 ②NO2+ONO+O2。常温下反应①的平衡常数为K1，反应②的平衡常数为K2，则反应O3+O2O2的平衡常数K ＝_______(用K1、K2表示)。氮氧化物在该反应中的作用是___________。
(2)SCR法除NO时，投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是________、________。
(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。高于210℃时，NO转化率降低的原因可能是（________）。
A.温度高于210oC，反应放热，平衡逆移
B.催化剂活性降低
C.温度高于210oC，发生了副反应
(4)二甲醚(CH3-O-CH3)代替氟利昂作为制冷剂可减少臭氧空洞。若用二甲醚-O2燃料电池作为电源，利用电解法制备纳米Cu2O，其装置如图所示。
①上述装置中D电极应连接二甲醚燃料电池中通_______(填“CH3-O-CH3”或“O2”)的一极，该电解池中离子交换膜为_____离子交换膜(填“阴”或“阳”)。
②该电解池的阳极反应式为______________。
【答案】K1K2 催化剂 降低温度 减小压强 在较大的温度范围内都具有较高的催化活性(或催化效率等) 一定不是 BC O2 阴 2Cu – 2e- + 2OH-== Cu2O + H2O
【解析】
(1)反应O3+O
2O2为反应①与反应②之和，则其平衡常数K 为K1、K2之积。两反应加和后，氮的氧化物抵消，则氮氧化物在该反应中的作用是催化剂。
(2)该反应为放热的体积增大的可逆反应，利用平衡移动原理，可确定投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件。
(3)①工业上选择催化剂乙的原因，从催化剂对温度的要求及反应物的转化率两个方面综合分析；
②催化剂只改变反应速率，从而改变反应到达平衡的时间，但不影响反应物的转化率，图中M点处，甲和乙作用下的NO的转化率不同，由此确定该温度下的转化率的性质。结合温度对平衡转化率影响分析。
(4)①上述装置中D电极上Cu转化为Cu2O，则D电极为阳极，连接二甲醚燃料电池中的正极，Cu2O为碱性氧化物，易溶于酸，可确定该电解池中离子交换膜为阳膜还是阴膜。
②该电解池的阳极，Cu转化为Cu2O。
(1)反应O3+O2O2为反应①与反应②之和，则其平衡常数K 为K1、K2之积，即K= K1K2。两反应加和后，氮的氧化物抵消，则氮氧化物在该反应中的作用是催化剂。答案为：K1K2；催化剂；
(2)该反应为放热的体积增大的可逆反应，利用平衡移动原理，可确定投料比一定时有利于提高NO平衡转化率的反应条件是降低温度、减小压强。答案为：降低温度；减小压强；
(3)①工业上选择催化剂乙的原因是在较大的温度范围内都具有较高的催化活性(或催化效率等)；答案为：在较大的温度范围内都具有较高的催化活性(或催化效率等)；
②催化剂只改变反应速率，从而改变反应到达平衡的时间，但不影响反应物的转化率，图中M点处，甲和乙作用下的NO的转化率不同，由此确定该温度下的转化率一定不是平衡转化率。答案为：一定不是；
A.温度高于210oC，两种催化剂作用下的反应物的转化率不等，则未达平衡，不能由此判断温度对平衡的影响，A不合题意；
B.温度升高，反应物的转化率降低，则催化剂活性降低，B符合题意；
C.温度高于210oC，有可能发生了副反应，C符合题意。答案为：BC；
(4)①上述装置中D电极上Cu转化为Cu2O，则D电极为阳极，连接二甲醚燃料电池中的正极，即为通O2的一极，Cu2O为碱性氧化物，易溶于酸，可确定该电解池中离子交换膜为阴离子交换膜；答案为：O2；阴；
②该电解池的阳极，Cu转化为Cu2O，电极反应式为2Cu – 2e- + 2OH-== Cu2O + H2O。答案为：2Cu – 2e- + 2OH-== Cu2O + H2O。
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