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          煙道氣和汽車尾氣(NOx、NH3等)是造成霧霾天氣的原因之一。對(duì)這些排放氣的處理以及再利用是化學(xué)工作者研究的重要課題。
          (1)H2-SCR脫硝
          ①氫氣在富氧條件下催化還原NOx反應(yīng)在低溫時(shí)仍具有高活性和選擇性,已知催化劑銠(Rh)表面H2催化還原NO的詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理如表所示,其他條件一定時(shí),決定H2催化還原NO反應(yīng)速率的基元反應(yīng)為
          N(s)+N(s)═N2(s)+Rh(s)+Rh(s)
          N(s)+N(s)═N2(s)+Rh(s)+Rh(s)
          ,基元反應(yīng)OH(s)+Rh(s)→H(s)+O(s)的焓變?chǔ)=
          -46.0
          -46.0
          kJ?mol-1
          基元反應(yīng) 活化能Ea/(kJ?mol-1
          NO+Rh(s)→NO(s)
          NO(s)+Rh(s)→N(s)+O(s)
          N(s)+N(s)→N2+Rh(s)+Rh(s)
          H2+Rh(s)+Rh(s)→H(s)+H(s)
          H2O(s)→H2O+Rh(s)
          H(s)+H(s)→H2+Rh(s)+Rh(s)
          NO(s)→NO+Rh(s)
          OH(s)+Rh(s)→H(s)+O(s)
          H(s)+O(s)→OH(s)+Rh(s)
          OH(s)+H(s)→H2O(s)+Rh(s)
          0.0
          97.5
          120.9
          12.6
          45.0
          77.8
          108.9
          37.7
          83.7
          33.5
          ②1093K時(shí),NO與H2以物質(zhì)的量2:1混合,置于某密閉容器中還能發(fā)生如下化學(xué)反應(yīng):2NO(g)+H2(g)═N2O(g)+H2O(g),實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)速率方程(以N2O為基準(zhǔn))為v(N2O)=kp2(NO)?p(H2),k=5.6×10-12Pa-2?s-1。某時(shí)刻測(cè)得體系中NO的分壓為2.0kPa,則此時(shí)的反應(yīng)速率為
          2.24×10-11
          2.24×10-11
          Pa-2?s-1
          (2)NH3-SCR脫硝
          在有氧和新型催化劑作用下,NOx和NH3可以反應(yīng)生成N2,將一定比例的O2、NOx和NH3通入裝有新型催化劑的反應(yīng)器。測(cè)得相同時(shí)間內(nèi)NOx去除率隨溫度變化如圖所示:

          在50~250℃范圍內(nèi),NOx的去除率先快速上升后變緩的主要原因是
          迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大,使NOx去除速率迅速增大;上升段變緩主要是溫度升高引起催化劑活性下降
          迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大,使NOx去除速率迅速增大;上升段變緩主要是溫度升高引起催化劑活性下降
          ;380℃后去除率下降的可能原因是
          氨氣和氧氣發(fā)生了副反應(yīng)(或催化劑活性降低或升高溫度平衡逆向移動(dòng))
          氨氣和氧氣發(fā)生了副反應(yīng)(或催化劑活性降低或升高溫度平衡逆向移動(dòng))

          (3)工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2的化學(xué)方程式如下:
          Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)
          Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)
          已知:有效的轉(zhuǎn)化率
          制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量
          原料總的轉(zhuǎn)化量
          ×100%
          在1L恒容密閉容器中充入1molNH3、1.45molO2,在催化劑作用下發(fā)生兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,測(cè)得不同溫度下反應(yīng)相同時(shí)間有關(guān)物質(zhì)的量關(guān)系如圖所示:

          ①520℃時(shí),NH3的有效轉(zhuǎn)化率=
          33.3%
          33.3%
          (保留1位小數(shù))。
          ②工業(yè)用氨催化氧化制備HNO3,選擇的最佳溫度是
          840℃
          840℃

          ③520℃時(shí),反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K=
          1.14
          1.14
          (保留3位有效數(shù)字)。

          【答案】N(s)+N(s)═N2(s)+Rh(s)+Rh(s);-46.0;2.24×10-11;迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大,使NOx去除速率迅速增大;上升段變緩主要是溫度升高引起催化劑活性下降;氨氣和氧氣發(fā)生了副反應(yīng)(或催化劑活性降低或升高溫度平衡逆向移動(dòng));33.3%;840℃;1.14
          【解答】
          【點(diǎn)評(píng)】
          聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
          發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:44引用:2難度:0.5
          相似題
          • 1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來(lái),氫氣是一種清潔能源。
            (1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來(lái)源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
             
            kJ?mol-1
            (2)T1℃時(shí),向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時(shí),測(cè)得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
             
            ;保持其他條件不變,溫度改為T2℃,經(jīng)25s后達(dá)到平衡,測(cè)得c(CH4)=2c(C2H4),則0~25s內(nèi)v(C2H4)=
             
            mol?L-1?s-1
            (3)CH4分解時(shí)幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對(duì)數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。

            ①T℃時(shí),向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
             
            (填“>”或“<”)0,此時(shí)的平衡常數(shù)Kp=
             
            (用平衡分壓代替濃度進(jìn)行計(jì)算)Pa2
            ②若只改變一個(gè)反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
             
            (填標(biāo)號(hào))。
            A.減小C2H2的濃度
            B.升高溫度
            C.增大壓強(qiáng)
            D.加入合適的催化劑
            (4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為
             
            ,一段時(shí)間后陰、陽(yáng)兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為
             

            發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5
          • 2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是(  )

            發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:67引用:6難度:0.6
          • 3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測(cè)得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
            (1)此時(shí)A的濃度c(A)=
             
            mol/L,反應(yīng)開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量:n(A)=n(B)=
             
            mol;
            (2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
             
            mol/(L?min);
            (3)x的值為
             

            發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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