Question

【題目】NOx（主要指NO和NO2）是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環境保護的重要課題。

(1)用水吸收NOx的相關熱化學方程式如下：

2NO2（g）+H2O（l）HNO3（aq）+HNO2（aq） ΔH=116.1 kJ·mol1

3HNO2（aq）HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJ·mol1

反應3NO2（g）+H2O（l）2HNO3（aq）+NO（g）的ΔH=___________kJ·mol1。

(2)在有氧條件下，新型催化劑M能催化NH3與NOx反應生成N2。現將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體，勻速通入裝有催化劑M的反應器中反應。

反應相同時間NOx的去除率隨反應溫度的變化曲線如圖所示，在50～250 ℃范圍內隨著溫度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是______________________ ；

當反應溫度高于380 ℃時，NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________________ 。

Answer 1

【答案】-136.2 迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大與溫度升高共同使NOx去除反應速率迅速增大，上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應速率增大 催化劑活性下降，NH3與O2反應生成了NO

【解析】

(1). 已知①2NO2（g）+H2O（l）HNO3（aq）+HNO2（aq） ΔH=116.1 kJ·mol1、②3HNO2（aq）HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJ·mol1，根據蓋斯定律，(①×3+②)÷2得3NO2（g）+H2O（l）2HNO3（aq）+NO（g） ΔH=(－116.1 kJ·mol1×3+75.9 kJ·mol1)÷2=-136.2kJ·mol1，故答案為：-136.2；

(2). 在50～250℃范圍內曲線迅速上升的主要原因是催化劑的活性隨溫度升高而增大使反應速率迅速增大，且溫度升高也使NOx去除反應速率增大，上升緩慢的原因是溫度升高引起去除反應速率增大，但此時催化劑的活性下降，當反應溫度高于380℃時，NOx的去除率迅速下降的原因可能是催化劑活性下降，且NH3與O2反應生成了NO，故答案為：迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大與溫度升高共同使NOx去除反應速率迅速增大，上升緩慢段主要是溫度升高引起的NOx去除反應速率增大；催化劑活性下降，NH3與O2反應生成了NO。