Question

【題目】氮氧化物排放是形成臭氧層空洞、酸雨、霧霾的重要成因之一

I．NO和CO氣體均為汽車尾氣的成分，目前降低尾氣的可行方法是在汽車排氣管上安裝催化轉化器，這兩種氣體在催化轉換器中發生反應：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H

已知反應中相關鍵能數據如下：

化學鍵	CO	NO	N	C=O
鍵能/kJ·mol-1	1076	632	946	750

（1）由此計算△H=__________。

（2）在一定溫度下，將2.0molNO、2.4molCO通入到容積固定為2L的密閉容器中，反應過程中部分物質的濃度變化如圖所示：

①有害氣體NO的轉化率為__________。

②20min時，若改變反應條件，導致CO濃度減小，則改變的條件可能是__________ (填序號)。

a．縮小容器體積 b．催化劑 c．降低溫度 d．再通入2.0molNO

③若保持反應體系的溫度不變，20min時再向容器中充入NO、N2各0.4mol,平衡將__________ (填“正向”或“逆向”)移動。

Ⅱ．SCR(選擇性催化還原)脫硝法是工業上消除氮氧化物的常用方法，反應原理為：4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H<0

（3）該法可能發生副反應4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，減少副反應的主要措施是___________(寫一條即可)。

（4）其他條件相同，在甲、乙兩種催化劑作用下，NO轉化率與溫度的關系如圖。

①工業上選擇催化劑__________(填“甲”或“乙”)，原因是____________。

②在催化劑甲作用下，圖中M點處(對應溫度為210℃)NO的轉化率______(填“可能是”、“一定是”或“一定不是”)該溫度下的平衡轉化率。高于210℃時，NO轉化率降低的原因可能是__________。(寫一條即可)

Answer 1

【答案】 -530kJ·mol-1 40% c、d 逆向 選擇合適的催化劑、控制O2用量 乙 乙在低溫下有很強的催化活性 一定不是 催化劑活性降低、副反應增多(任寫一條)

【解析】I．（1）反應的△H=反應物斷鍵吸收的總能量-生成物成鍵放出的熱量=2×1076+2×632-946-2×2×750=-530kJ·mol-1 ； 正確答案：-530kJ·mol-1。

（2）①由圖可以知道，的濃度變化量為，濃度變化量之比等于化學計量數之比，則NO濃度變化量為，故參加反應的NO為,故NO的轉化率為，正確答案: 40% 。

②縮小容器體積，壓強增大，平衡向正反應方向移動，移動結果不能消除CO濃度增大，平衡時CO濃度增大，a錯誤；增加CO的量，平衡雖然向正反應方向移動，但CO的轉化率減小，到平衡時CO的濃度增大，b錯誤；降低溫度，平衡向正反應方向移動，到達新平衡時CO的濃度減小，c正確；其它條件不變，再通入2.0molNO，平衡右移，CO濃度減小，d正確；正確選項c、d。

③平衡時氮氣濃度變化量為，NO的起始濃度為、CO的起始濃度為，則

開始 1.2 0 0
轉化 0.4 0.4 0.2
平衡 0.8 0.4 0.2
故平衡常數,
時再向容器中充入NO、各，此時濃度商，故反應向逆反應進行，即向左移動；正確答案：逆向。

Ⅱ．（3）由反應原理可知，SCR法除去一氧化氮時反應為放熱反應，而且為氣體分子數目增大的反應，所以降低溫度、減小壓強均可以使反應物的轉化率增大；根據副反應的方程式可知，副反應消耗的氧氣更多，所以控制氧氣的用量以及選擇抑制副反應發生的催化劑，可以減少副反應的發生；正確答案：選擇合適的催化劑、控制O2用量。

（4）①由圖可知，與乙催化劑相比，甲催化劑的催化效率和催化溫度區間均比較小，選用乙催化劑是因為其在較大的溫度范圍內有較高的催化活性；正確答案：乙；乙在低溫下有很強的催化活性。

②由圖可知，當溫度相同時，平衡轉化率一定，所以此反應的平衡轉化率一定大于或者等于相同溫度下乙催化劑的轉化率，故M點的一氧化氮轉化率一定不是平衡轉化率；之后，甲催化劑催化下，一氧化氮轉化率降低，可能是由于溫度過高，甲催化劑的活性降低，副反應增多；正確答案：一定不是；催化劑活性降低、副反應增多。