Question

【題目】工業(yè)廢氣、汽車尾氣排放出的NOx、SO2等，是形成霧霾的主要物質(zhì)，其綜合治理是當前重要的研究課題。

（1）已知：①CO燃燒熱的△H1=－283.0kJ·mol-l，②N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H2=+180.5kJ·mol-1，汽車尾氣中的NO(g)和CO(g)在一定溫度和催化劑條件下可發(fā)生如下反應(yīng)：2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)； △H=___。

（2）將0．20mol NO和0．10molCO充入一個容積恒定為1L的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng)，反應(yīng)過程中部分物質(zhì)的濃度變化如下圖所示．

①該反應(yīng)第一次達到平衡時的平衡常數(shù)為________。

②第12min時改變的條件是________。

③在第24min時，若保持溫度不變，再向容器中充入CO和N2各0．060mol，平衡將________移動(填“正向”、“逆向”或“不”)．

(3)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。

①SNCR脫硝技術(shù)中：在催化劑作用下用NH3作還原劑還原NO，其主要反應(yīng)為：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)，△H<0。體系溫度直接影響SNCR技術(shù)的脫硝效率，如圖所示。當體系溫度約為925℃時，SNCR脫硝效率最高，其可能的原因是________。

②SCR脫硝技術(shù)中則用尿素[CO(NH2)2]作還原劑還原NO2的化學(xué)方程式為____________。

Answer 1

【答案】-746.5kJ/mol 0．35 L·mol－1 升溫 逆向 低于925℃反應(yīng)速率較慢，高于925℃ 會降低催化劑活性，且升高溫度脫硝反應(yīng)

逆向移動 4CO(NH2)2+6NO24CO2+7N2+8H2O

【解析】

（1）根據(jù)蓋斯定律計算；

（2）根據(jù)濃度變化圖像，反應(yīng)物為NO、CO，生成物為N2、CO2，9min達到平衡時各物質(zhì)的變化量分別為0.04mol/L、0.04mol/L、0.02mol/L、0.04mol/L，則方程式為2NO(g)+2CO(g) N2 (g)+2CO2 (g)；

(3)根據(jù)圖像、反應(yīng)放熱及催化劑角度進行解釋。

（1）①CO燃燒熱的方程式為CO(g)+ O2(g)= CO2(g) △H1=－283.0kJ·mol-l，②N2(g)+O2(g) 2NO(g) △H2+180.5kJ·mol-1，根據(jù)蓋斯定律，①2-②可得2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g) ，△H=－283.02-180.5=-746.5kJ/mol；

（2①該反應(yīng)9min達到平衡時，各物質(zhì)的濃度分別為0.16mol/L、0.06mol/L、0.02mol/L、0.04mol/L，則平衡常數(shù)=0.0420.02/（0.1620.062）=0.35mol-1L；

②第12min時，反應(yīng)各量濃度未變化，且反應(yīng)物的濃度增大，平衡逆向移動，則改變條件為升高溫度；

③ 2NO(g)+2CO(g) N2(g)+2CO2(g)

18min：0.18 0.08 0.01 0.02

K2=0.0220.01/（0.1820.082）=0.02，第24min時，若保持溫度不變，則K2不變，向容器中充入CO和N2各0．060mol，則Qc=0.0220.07/（0.1820.142）=0.04，Qc>K2，平衡逆向移動；

(3) ①溫度低于925℃時，反應(yīng)速率減慢，脫硝效率降低，溫度高于925℃時，催化劑的活性降低，且反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，脫硝率降低；

②用尿素[CO(NH2)2]作還原劑還原NO2，生成物為氮氣、二氧化碳和水，則方程式為4CO(NH2)2+6NO24CO2+7N2+8H2O。