Question

【題目】汽車(chē)尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的重要原因之一，治理汽車(chē)尾氣和燃煤尾氣是環(huán)境保護(hù)的重要課題。回答下列問(wèn)題：

（1）在汽車(chē)排氣系統(tǒng)中安裝三元催化轉(zhuǎn)化器，可發(fā)生反應(yīng)：2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在某密閉剛性容器中通入等量的CO和NO，發(fā)生上述反應(yīng)時(shí)，c(CO)隨溫度(T)和時(shí)間(t)的變化曲線(xiàn)如圖所示。

①據(jù)此判斷該反應(yīng)的正反應(yīng)為________(填“放熱”或“吸熱”)反應(yīng)。

②溫度T1時(shí)，該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____；反應(yīng)速率v=v正- v逆=k正c2(NO)c2(CO)-k逆c2(CO2)c(N2)，k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù)，計(jì)算a處=________。

（2）SNCR-SCR脫硝技術(shù)是一種新型的除去煙氣中氮氧化物的脫硝技術(shù)，一般采用氨氣或尿素作還原劑，其基本流程如圖：

①SNCR-SCR脫硝技術(shù)中用NH3作還原劑還原NO的主要反應(yīng)為4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)，△H<0，則用尿素[CO(NH2)2]作還原劑還原NO2的化學(xué)方程式為______________。

②體系溫度直接影響SNCR技術(shù)的脫硝效率，如圖所示：

SNCR與SCR技術(shù)相比，SCR技術(shù)的反應(yīng)溫度不能太高，其原因是__________；當(dāng)體系溫度約為925℃時(shí)，SNCR脫硝效率最高，其可能的原因是______________。

Answer 1

【答案】放熱 80 648 4CO(NH2)2+6NO24CO2+7N2+8H2O 溫度太高，會(huì)降低催化劑活性 低于925℃反應(yīng)速率較慢，高于925℃不利于脫硝反應(yīng)正向進(jìn)行

【解析】

(2)①先拐先平溫度高T1＞T2，溫度越高CO濃度越大，說(shuō)明升溫平衡逆向進(jìn)行；

②溫度T1時(shí)，CO平衡濃度為0.4mol·L－1，結(jié)合三行計(jì)算列式計(jì)算平衡濃度得到該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= ，計(jì)算平衡狀態(tài)下，反應(yīng)速率v=v正=v逆=k正c2(NO)c2(CO)=kc2(CO2)c(N2)，；

(3)①用尿素[CO(NH2)2]作還原劑還原NO2的反應(yīng)生成二氧化碳、氮?dú)夂退��?/span>

②SCR技術(shù)的反應(yīng)溫度不能太高，升溫催化劑活性降低，當(dāng)體系溫度約為925℃C時(shí)，SNCR脫硝效率最高，SNCR技術(shù)脫硝的最佳溫度選擇925℃的理由是925℃時(shí)脫硝效率高，殘留氨濃度較小。

①圖象分析可知，先拐先平溫度高T1＞T2，溫度越高CO濃度越大，說(shuō)明升溫平衡逆向進(jìn)行，逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，正反應(yīng)為放熱反應(yīng)；

②溫度T1時(shí)，CO平衡濃度為0.4mol·L-1，結(jié)合三行計(jì)算列式得到平衡濃度計(jì)算平衡常數(shù)，

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)

起始量(mol·L-1) 2 2 0 0

變化量(mol·L-1) 1.6 1.6 1.6 0.8

平衡量(mol·L-1) 0.4 0.4 1.6 0.8

平衡常數(shù)K= =80，

平衡狀態(tài)下，k正c2(NO)c2(CO)=k逆c2(CO2)c(N2)，=K=80，

2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)

起始量(mol·L-1) 2 2 0 0

變化量(mol·L-1) 0.8 0.8 0.8 0.4

a點(diǎn)量(mol·L-1) 1.2 1.2 0.8 0.4

=80×=648；

(3)①用NH3作還原劑還原NO的主要反應(yīng)為4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)，△H＜0，則用尿素[CO(NH2)2]作還原劑還原NO2的化學(xué)方程式為：4CO(NH2)2]+6NO24CO2+7N2+8H2O，

②圖象可知SNCR技術(shù)的脫硝的最佳溫度為：925°C左右，SNCR與SCR技術(shù)相比，SCR技術(shù)的反應(yīng)溫度不能太高，其原因是溫度過(guò)高，催化劑活性降低，當(dāng)體系溫度低于900℃時(shí)，SNCR脫硝效率隨溫度升高而增大，反應(yīng)速率較慢，當(dāng)體系溫度高于950℃時(shí)，SNCR脫硝效率明顯降低，不利于脫硝反應(yīng)正向進(jìn)行。