【題目】煙氣中含有大量氮氧化物NOx,工業(yè)脫硝技術(shù)成為研究熱點。

(1)汽車尾氣中NOCO可利用車載催化劑轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)排放。

已知:N2(g)O2(g)2NO(g) H1=+183 kJ·mol1

2CO(g)O2(g)2CO2(g) H2=-565 kJ·mol1

寫出催化轉(zhuǎn)化的熱化學方程式_________。

(2)臭氧氧化-堿吸收法可有效脫除NO,氧化原理為:NO(g)O3(g)NO2(g)O2(g) H=-200.9 kJ·mol1。在容積為2L的密閉容器中充入含1.0 mol NO的模擬煙氣和2.0 mol O3,在不同溫度,經(jīng)過相同時間(10min)NO的轉(zhuǎn)化率如圖所示。

100℃時,從開始反應到P點的平均反應速率v(NO)__________

②反應時同時發(fā)生副反應:2O33O2,共有15%O3自身分解為O2。則P點時O3的物質(zhì)的量為________mol

(3)選擇性催化還原技術(shù)(NCR)可在較低溫度下脫硝,原理如圖I,天然錳礦可作催化劑。

NO代表氮氧化物,寫出反應方程式_____________________;實驗測得脫硝率隨溫度的變化如圖II所示,請分析溫度高于250℃時脫硝率下降的原因可能是______________。

【答案】2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=—748 kJ/mol 0.0425mol/(L·min) 0.855 4NH3+6NO5N2+6H2O 溫度升高,NH3發(fā)生副反應或升高溫度,催化劑的活性降低或該反應為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動

【解析】

1)由蓋斯定律計算可得;

2由化學反應速率公式計算可得;

反應中與NO反應和自身分解均消耗O3;

3)由圖可知,脫硝的反應原理為氮的氧化物與氨氣在催化劑作用下共熱反應生成氮氣和水。

1)將已知反應依次編號為①②,由蓋斯定律可知②-①得到NO轉(zhuǎn)化為無毒氣體的熱化學反應方程式為:2NOg+2COg=N2g+2CO2g),則△H=(-565kJ/mol)—(+183 kJ/mol=748 kJ/mol,故答案為:2NOg+2COg=N2g+2CO2g)△H=748 kJ/mol;

2由圖可知,100℃時,PNO的轉(zhuǎn)化率為85%,則消耗NO的濃度為=0.425mol/L,則從開始反應到P點的平均反應速率v(NO)=0.0425mol/L·min),故答案為:0.0425mol/L·min);

由方程式可知,與NO反應的O3的物質(zhì)的量為1.0mol×85%=0.85mol,自身分解為O2O3的物質(zhì)的量為2.0mol×15%=0.3mol,則P點時O3的物質(zhì)的量為(2.0mol0.85mol0.3mol=0.85mol,故答案為:0.85

3)由圖可知,脫硝的反應原理為氮的氧化物與氨氣在催化劑作用下共熱反應生成氮氣和水,則以NO代表氮氧化物的反應方程式為4NH3+6NO5N2+6H2O;溫度高于250℃時脫硝率下降的原因可能是溫度升高,NH3發(fā)生副反應導致脫硝率下降或升高溫度,催化劑的活性降低導致脫硝率下降或該反應為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動導致脫硝率下降,故答案為:4NH3+6NO5N2+6H2O;溫度升高,NH3發(fā)生副反應或升高溫度,催化劑的活性降低或該反應為放熱反應,升高溫度,平衡向逆反應方向移動。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源。由合成氣(組成為H2、CO和少量CO2) 直接制備二甲醚,其中的主要過程包括以下四個反應:

CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1=90.1kJ·mol-1

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) ΔH2=49.0kJ·mol-1

CO2(g)H2(g) CO(g)H2O(g) ΔH3=+41.1kJ·mol-1

2CH3OH(g)CH3OCH3(g)H2O(g) ΔH4=24.5kJ·mol-1。試回答下列問題:

(1)H2CO直接制備二甲醚的熱化學方程式:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH =_______kJ·mol1;該反應可以自發(fā)進行的條件為________________。

(2)1.0mol CO2 3.0mol H2 充入2L恒容密閉容器中,使其僅按反應②進行,在不同催化劑作用下,相同時間內(nèi) CO2 的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示。下列說法正確的是______________

AT3對應的平衡常數(shù)小于T4對應的平衡常數(shù)

B.根據(jù)圖中曲線分析,催化劑I的催化效果最好

Cbv()可能等于v()

Da點的轉(zhuǎn)化率比c點高可能的原因是該反應為放熱反應,升溫平衡逆向移動,轉(zhuǎn)化率降低

(3)CO2H2僅發(fā)生反應②和③,研究表明:在其他條件相同的情況下,用新型催化劑可以顯著提高甲醇的選擇性,使用該催化劑,按 n(CO2)n(H2)=13(總量為a mol)投料于恒容密閉容器中進行反應,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和甲醇的選擇率(甲醇的選擇率:轉(zhuǎn)化的 CO2中生成甲醇的物質(zhì)的量分數(shù))隨溫度的變化趨勢如圖所示:(忽略溫度對催化劑的影響)

①在553K達到平衡時,反應體系內(nèi)甲醇的物質(zhì)的量為_________mol

②隨著溫度的升高,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增加但甲醇的選擇率降低,請分析其原因:____________________________ 。

(4)O2催化輔助的 Al-CO2電池工作原理如圖所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池反應產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 則電池的正極反應式:6O2+6e-=6O2-____________________

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】25 ℃時,0.1 mol/LNaOH溶液滴定某二元弱酸H2A,H2A被滴定分數(shù)、pH及物種分布分數(shù)如圖所示:

下列說法錯誤的是

A.NaOH溶液滴定0.1 mol·L-1NaHA溶液可用酚酞作指示劑

B.0.1 mol·L-1NaA溶液中:

C.0.1 mol·L-1NaHA溶液中:

D.H2A K2=1×10-7

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【題目】已知,常溫下CH3COOHNH3·H2O的電離常數(shù)均為1.8×105。某小組進行如圖三組實驗且實驗IIIIIMg(OH)2固體均溶解。下列說法正確的是

A.I中現(xiàn)象說明NH3·H2O堿性強于Mg(OH)2

B.II中總反應為2HMg(OH)2Mg22H2O

C.實驗IIIII研究NH4Mg(OH)2溶解的作用原理

D.IIICH3COONH4濃度越小,越有利于沉淀的溶解

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,在1L的燒瓶中充入一定量N2O4氣體。

(1)體系中氣體顏色由淺變深,寫出對應的化學方程式____________________。

(2)保持溫度和容積不變,向達到平衡的容器中再充入一定量N2O4氣體,平衡________移動(正向逆向”),N2O4的轉(zhuǎn)化率___________(增大、減小不變,下同),反應的平衡常數(shù)___________。

(3)某小組為研究溫度對化學平衡移動的影響,設計如圖實驗。圖方案還需補充的是_____________(用文字表達);實驗現(xiàn)象為______________________。

(4)在一定條件下,N2O4NO2的消耗速率與壓強關(guān)系為:v(N2O4)k1·c(N2O4),v(NO2)k2·c(NO2),設達到平衡時c(N2O4)1 mol/L,則(1)中反應的平衡常數(shù)為_________(k1k2表示)。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】關(guān)于的敘述錯誤的是( )

A.是兩性氫氧化物

B.是難溶于水的白色膠狀物質(zhì),是弱電解質(zhì)

C.既溶于氨水,又能溶于醋酸

D.能凝聚水中懸浮物,可用做凈水劑

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】傅克反應是合成芳香族化合物的一種重要方法。有機物a(R為烴基)和苯通過傳克反應合成b的過程如下(無機小分子產(chǎn)物略去)

下列說法錯誤的是

A. 一定條件下苯與氫氣反應的產(chǎn)物之一環(huán)己烯與螺[23]己烷互為同分異構(gòu)體

B. b的二氯代物超過三種

C. RC5H11時,a的結(jié)構(gòu)有3

D. RC4H9時,1molb加成生成C10H20至少需要3molH2

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【題目】已知Ksp(AgCl)1.56×1010,Ksp(AgBr)7.7×1013,Ksp(Ag2CrO4)9.0×1012。某溶液中含有Cl、BrCrO42,濃度均為0.010 mol·L1,向該溶液中逐滴加入0.010 mol·L1AgNO3溶液時,三種陰離子產(chǎn)生沉淀的先后順序為(  )

A.ClBr、CrO42B.CrO42、Br、ClC.Br、Cl、CrO42 D.Br、CrO42Cl

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【題目】某課外小組設計的實驗室制取乙酸乙酯的裝置如圖所示。已知①無水氯化鈣可與乙醇形成難溶于水的CaCl2·6C2H5OH;②有關(guān)有機物物的沸點如下表:

試劑

乙醚

乙醇

乙酸

乙酸乙酯

沸點(℃)

34.7

78.5

118

77.1

A中放醋酸,B中將過量的乙醇與少量濃硫酸混合,D中放有飽和碳酸鈉溶液,經(jīng)分液漏斗邊滴加醋酸、邊加熱。

請回答:

1)反應混合物的配制:圓底燒燒瓶中先加入___,再逐滴加入___,邊加邊振蕩,___后,再加入醋酸。

2)反應中加入的乙醇是過量的,其目的是___;濃硫酸的作用:①___;②___。

3)該反應中,若用CH3CH218OH與乙酸發(fā)生反應,則反應的化學方程式為___。

4)加熱除了加快反應速率外還有一個重要的目的:___。

5)在裝置中,球形干燥管主要起到兩個作用:一是起冷凝作用,二是:___。

6)試管中盛放的是飽和碳酸鈉溶液,它的作用是___(選填編號)。

A.中和乙酸和乙醇 B.吸收乙酸并溶解乙醇

C.降低乙酸乙酯的溶解度,有利于析出 D.加速乙酸乙酯的生成,提高其產(chǎn)率

7)從D中分離出的乙酸乙酯中常含有一定量的乙醇、乙醚和水,應先加入無水氯化鈣,分離出___;再加入___(此空從下列選項中選擇),目的是___,然后進行蒸餾,收集77℃左右的餾分,以得到較純凈的乙酸乙酯。

A.堿石灰 B.無水硫酸鈉 C.生石灰

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