15.汽车尾气中的NOx是大气污染物之一,科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质,从而减少汽车尾气污染.
(1)压缩天然气(CNG)汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2
①CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1
②CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2
③CH4(g)+2NO2(g)═N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H3
则△H1、△H2、△H3三者关系式为△H3 =$\frac{△{H}_{1}+△{H}_{2}}{2}$.
(2)在恒压下,将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③,在不同温度、不同投料比时,NO2的平衡转化率见下表:
投料比[n(NO2):n(CH4)]400K500K600K
160%43%28%
245%33%20%
①写出该反应平衡常数的表达式K=$\frac{c({N}_{2}){c}^{2}({H}_{2}O)c(C{O}_{2})}{c(C{H}_{4}){c}^{2}(N{O}_{2})}$.
②若温度不变,提高[n(NO2):n(CH4)]投料比,则K将不变.(填“增大”、“减小”或“不变”)
③400K时,将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04mol,充入一装有催化剂的5L容器中,10分钟达到平衡,则NO2的化学反应速率为0.00024mol/L•min.
(3)连续自动监测氮氧化物(NOx)的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1

①NiO电极上NO发生的电极反应式NO-2e-+O2-═NO2
②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%(体积分数),若用甲烷将其完全转化为无害气体,处理1104L(标准状况下)该尾气需要甲烷30g,则尾气中n(NO):n(NO2)=1:1.
(4)在容积相同的两个密闭容器内(装有等量的某种催化剂)先各通入等量的CH4,然后再分别充入等量的NO和NO2.在不同温度下,同时分别发生②③两个反应:并在t秒时测定其中NOx转化率,绘得图象如图2所示:
①从图中可以得出的结论是:
结论一:相同温度下NO转化效率比NO2的低
结论二:在250℃-450℃时,NOx转化率随温度升高而增大,450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
结论二的原因是在250°C-450°C时,NOx转化率随温度升高而增大,反应正向进行,400°C左右达到最大,反应达到平衡,450°C-600°C时NOx转化率随温度升高而减小,反应是放热反应,升温平衡逆向进行,二氧化氮转化率减小.
②在上述NO2和CH4反应中,提高NO2转化率的措施有BCF.(填编号)
A.改用高效催化剂   B.降低温度  C.分离出H2O(g)  D.增大压强
E.增加原催化剂的表面积         F.减小投料比[n(NO2):n(CH4)].
 0  153673  153681  153687  153691  153697  153699  153703  153709  153711  153717  153723  153727  153729  153733  153739  153741  153747  153751  153753  153757  153759  153763  153765  153767  153768  153769  153771  153772  153773  153775  153777  153781  153783  153787  153789  153793  153799  153801  153807  153811  153813  153817  153823  153829  153831  153837  153841  153843  153849  153853  153859  153867  203614 

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