汽車尾氣中的NO和CO會對環(huán)境造成很大影響,我國科學(xué)家在以H2為還原劑清除NO、CO的研究方面取得了顯著成果?;卮鹣铝袉栴}:
(1)以太陽能為熱源分解Fe3O4,經(jīng)熱化學(xué)鐵氧化合物循環(huán)分解水可以制H2。
已知:2H2O(1)═2H2(g)+O2(g)△H1=+571.0kJ?mol-1
2Fe3O4(s)═6FeO(s)+O2(g)△H2=+313.2 kJ?mol-1
則3FeO(s)+H2O(1)═H2(g)+Fe3O4(s)△H3=
+128.9
+128.9
kJ?mol-1
(2)H2還原NO的化學(xué)方程式為2NO(g)+2H2(g)═N2(g)+2H2O(g)△H<0。
①研究表明上述反應(yīng)歷程分兩步:
Ⅰ.2NO(g)+H2(g)?N2(g)+H2O2(1)(慢反應(yīng))
Ⅱ.H2O2(1)+H2(g)?2H2O(g) (快反應(yīng))
該總反應(yīng)的速率由反應(yīng)Ⅰ
Ⅰ
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)決定,反應(yīng)Ⅰ的活化能比反應(yīng)Ⅱ的活化能高
高
。(填“高”或“低”)
②該反應(yīng)常伴有副產(chǎn)物N2O和NH3.以Pt作催化劑,用H2還原某廢氣中的NO(其他氣體不反應(yīng)),270℃時H2的體積分數(shù)對H2-NO反應(yīng)的影響如圖1所示。隨著H2體積分數(shù)的增大,N2的體積分數(shù)呈下降趨勢,原因是隨著H2的體積分數(shù)的增加,NO反應(yīng)完畢,在Pt催化下,N2和H2反應(yīng)生成NH3,所以N2的體積分數(shù)呈下降趨勢
隨著H2的體積分數(shù)的增加,NO反應(yīng)完畢,在Pt催化下,N2和H2反應(yīng)生成NH3,所以N2的體積分數(shù)呈下降趨勢
。
在一定溫度下,副產(chǎn)物N2O分解反應(yīng)的化學(xué)方程式為2N2O(g)?2N2(g)+O2(g),測得在恒容容器中N2O分解的部分實驗數(shù)據(jù)如下表。
反應(yīng)時間/min |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
c(N2O)/(mol?L-1) |
0.10 |
0.08 |
0.06 |
0.04 |
0.02 |
0.00 |
0~20min,反應(yīng)速率v(N
2O)為
0.001
0.001
mol?L
-l?min
-1;若N
2O的起始濃度為0.2mol?L
-1,則反應(yīng)至40 min時N
2O的轉(zhuǎn)化率α=
20%
20%
。
(3)H
2還原 CO的化學(xué)方程式為CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)△H<0,在密閉容器中,以濃度之比1:2通入CO和H
2,反應(yīng)經(jīng)歷相同時間,測得不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率如圖2所示,則160℃時,v
正>
>
v
逆(填“>”或“<”)。若起始時c(CO)=amol?L
-1,則380℃時該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=
。(用含有a的式子表示)