霧霾由多種污染物形成,包含顆粒物(PM
2.5)、氮氧化物(NO
x)、CO、SO
2等?;瘜W(xué)在解決霧霾污染問(wèn)題中有著重要的作用。
(1)已知:①2CO(g)+O
2(g)?2CO
2(g)△H
1=-566.0kJ?mol
-1②N
2(g)+2O
2(g)?2NO
2(g)△H
2=+64kJ?mol
-1反應(yīng)2NO
2(g)+4CO(g)?N
2(g)+4CO
2(g)在
低溫
低溫
(填“高溫”或“低溫”)條件下能自發(fā)進(jìn)行。
(2)研究發(fā)現(xiàn)利用NH
3可除去硝酸工業(yè)尾氣中的NO?NH
3與NO的物質(zhì)的量之比分別為1:2、1:1.5、3:1時(shí),NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖1所示。
①曲線a中,NO的起始濃度為6×10
-4mg?m
-3,若從X點(diǎn)到Y(jié)點(diǎn)經(jīng)過(guò)20s,則該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為
6×10-6
6×10-6
mg?m
-3?s
-1。
②曲線c對(duì)應(yīng)的NH
3與NO的物質(zhì)的量之比是
1:2
1:2
,其理由是
溫度相同時(shí),NH3與NO物質(zhì)的量的比值越小,NO的脫除率越小
溫度相同時(shí),NH3與NO物質(zhì)的量的比值越小,NO的脫除率越小
。
(3)炭黑是霧霾中的重要顆粒物,研究發(fā)現(xiàn)它可以活化氧分子,生成活化氧,活化氧可以快速氧化SO
2.活化過(guò)程中的能量變化模擬計(jì)算結(jié)果如圖2所示。無(wú)水情況下,一個(gè)氧分子的活化能為
0.75eV
0.75eV
,容易活化氧分子的條件是
有水
有水
(填“有水”或“無(wú)水”)。
(4)若反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)?N
2(g)+2CO
2(g)的正、逆反應(yīng)速率分別可表示為v
正=k
正c
2(NO)?c
2(CO);v
逆=k
逆c(N
2)?c
2(CO
2),k
正、k
逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù),c為物質(zhì)的量濃度。一定溫度下,在體積為1L的恒容密閉容器中加入4mol NO和4mol CO發(fā)生上述反應(yīng),測(cè)得CO和CO
2的物質(zhì)的量濃度隨時(shí)間的變化如圖3所示。
①a點(diǎn)時(shí),v
逆:v
正=
。
②測(cè)得平衡時(shí)體系壓強(qiáng)為p,K
P為用氣體分壓表示的平衡常數(shù),分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),則平衡常數(shù)K
P=
(用含p的式子表示)。
(5)某研究小組探究該反應(yīng)中催化劑對(duì)脫氮率(NO的轉(zhuǎn)化率)的影響。將等物質(zhì)的量的NO和CO以一定的流速分別通過(guò)催化劑a、b,發(fā)生反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)?N
2(g)+2CO
2(g)。相同時(shí)間、不同溫度下測(cè)得使用催化劑a時(shí)脫氮率與溫度的關(guān)系如圖4中曲線Ⅰ所示。已知催化效率b>a,催化劑b的活性在450℃時(shí)最大(未達(dá)平衡)。請(qǐng)?jiān)趫D4中畫(huà)出使用催化劑b時(shí)所對(duì)應(yīng)的曲線(從300℃開(kāi)始畫(huà))
(450℃時(shí)曲線最高點(diǎn)不超過(guò)M點(diǎn))
(450℃時(shí)曲線最高點(diǎn)不超過(guò)M點(diǎn))
。