氮氧化物(NOx)是一類特殊的污染物,它本身會對生態(tài)系統(tǒng)和人體健康造成危害,必須進(jìn)行治理或綜合利用。
(1)一種以沸石籠作為載體對氮氧化物進(jìn)行催化還原的原理如圖1所示,A在沸石籠內(nèi)轉(zhuǎn)化為B、C、D等中間體的過程如圖2所示。
①由A到B的變化過程可表示為
2Cu(NH3)2++O2=[(NH3)2Cu-O-O-Cu(NH3)2]2+
2Cu(NH3)2++O2=[(NH3)2Cu-O-O-Cu(NH3)2]2+
。
②已知:
4NH3(g)+5O2(g)?4NO(g)+6H2O(g)ΔH1=-907.28kJ?mol-1
4NH3(g)+3O2(g)?2N2(g)+6H2O(g)ΔH2=-1269.02kJ?mol-1,
則圖1脫除NO的總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)△H=-1630.76kJ?mol-1
4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)△H=-1630.76kJ?mol-1
。
③關(guān)于該催化劑的說法正確的是 C
C
(填標(biāo)號)。
A.能加快反應(yīng)速率,并且改變反應(yīng)的焓變
B.能增大NH3還原NOx反應(yīng)的平衡常數(shù)
C.具有選擇性,能降低特定反應(yīng)的活化能
(2)在溫度500K時,向盛有食鹽的恒容密閉容器中加入NO2、NO和Cl2,發(fā)生如下兩個反應(yīng):
Ⅰ.2NO2(g)+NaCl(s)?NaNO3(s)+ClNO(g)ΔH1
Ⅱ.2NO(g)+Cl2(g)?2ClNO(g)ΔH2
①關(guān)于恒溫恒容密閉容器中進(jìn)行的反應(yīng)Ⅰ和Ⅱ的下列說法中,正確的是 bd
bd
(填標(biāo)號)。
a.ΔH1和ΔH2不再變化,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
b.反應(yīng)體系中混合氣體的顏色保持不變,說明反應(yīng)Ⅰ達(dá)到平衡狀態(tài)
c.同等條件下,反應(yīng)Ⅰ的速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于反應(yīng)Ⅱ,說明反應(yīng)Ⅰ的活化能小,ΔH1<ΔH2
d.達(dá)平衡后,向反應(yīng)體系中再通入一定量ClNO(g),NO2(g)和NO(g)的百分含量均減小
②若向2L恒容密閉容器中加入0.2molNO和0.1molCl2發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,起始總壓為p。10分鐘后達(dá)到平衡,用ClNO(g)表示平均反應(yīng)速率υ平(ClNO)=0.008mol?L-1?min-1。則NO的平衡轉(zhuǎn)化率α=80%
80%
,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=(以分壓表示,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
③假設(shè)反應(yīng)Ⅱ的速率方程為:式中:k為反應(yīng)速率常數(shù),隨溫度t升高而增大;α為NO平衡轉(zhuǎn)化率,α′為某時刻NO轉(zhuǎn)化率,n為常數(shù)。在α′=0.8時,將一系列溫度下的k、α值代入上述速率方程,得到v~t曲線如圖所示。
曲線上υ最大值所對應(yīng)溫度稱為該α′下反應(yīng)的最適宜溫度tm,t<tm時,v逐漸提高;t>tm后,υ逐漸下降。原因是 升高溫度,k增大使v逐漸提高,但α降低使v逐漸下降,t<tm時,k增大對v的提高大于α引起的降低,t>tm后,k增大對v的提高小于α引起的降低
升高溫度,k增大使v逐漸提高,但α降低使v逐漸下降,t<tm時,k增大對v的提高大于α引起的降低,t>tm后,k增大對v的提高小于α引起的降低
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