含氨废气的利用利处理意义重大。
(1)NH3与O2作用
4NH3(g)+3O2(g)→2N2(g)+6H2O(1)ΔH=-akJ•mol-1
4NH3(g)+5O2(g)→4NO(g)+6H2O(1)ΔH=-bkJ•mol-1
4NH3(g)+4O2(g)→2N2O(g)+6H2O(1)ΔH=-ckJ•mol-1
则4NH3(g)+6NO(g)→5N2(g)+6H2O(1)ΔH=(3a-5b)2(3a-5b)2kJ•mol-1。
工业尾气中NH3可通过催化氧化为N2除去。将一定比例NH3、O2和N2的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,NH3的转化率、N2的选择性[2n生成(N2)n总转化(NH3)×100%]与温度的关系如图1所示。

(2)催化氧化除去尾气中的NH3应选择反应温度不高于250℃的原因 高于250℃,氨气的转化率高,生成N2的选择性小,生成了NO或N2O气体,污染环境高于250℃,氨气的转化率高,生成N2的选择性小,生成了NO或N2O气体,污染环境。
(3)氮氧化物(SCR)技术脱除烟气中氨与氮氧化物。反应原理如图2所示。设参加反应的NO和NO2的物质的量相等,写出图中发生的SCR技术无害化处理的化学方程式:2NH3+NO+NO2=2N2+3H2O2NH3+NO+NO2=2N2+3H2O。
(4)在V-Ti-O-Mo催化剂作用下,利用氨氧化合成重要原料2-氰基吡啶(
):2
(s)+2NH3(g)+3O2(g)催化剂2
(s)+6H2O(g)ΔH<0。为探究催化剂V-Ti-O-Mo在不同温度下对反应的影响,在10L容器中加入2-甲基吡啶、氨、氧气的物质的量分别为10mol、60mol和40mol,在360~400℃下用时1h分别进行了多组实验,实验结果如表所示。已知:收率=转化率×选择性。
(
3
a
-
5
b
)
2
(
3
a
-
5
b
)
2
2
n
生成
(
N
2
)
n
总转化
(
N
H
3
)
催化剂
反应温度/℃ | 2-甲基吡啶转化率/% | 选择性/% | 收率/% |
360 | 80.7 | 94.9 | 76.6 |
370 | 86.5 | 95.5 | 82.6 |
380 | 91.1 | 93.5 | 85.2 |
390 | 95.4 | 80.1 | 76.4 |
400 | 97.7 | 58.1 | 56.8 |
373~380℃
373~380℃
。有人认为360℃时,2-甲基吡啶转化率80.7%不是该反应的平衡转化率,其理由是 该反应是放热反应,平衡转化率随温度升高而降低,表格内相同时间内的转化率随温度升高而增大,说明不是平衡转化率
该反应是放热反应,平衡转化率随温度升高而降低,表格内相同时间内的转化率随温度升高而增大,说明不是平衡转化率
。(S)用CuO-CeO2作催化剂参与NH3-sco反应。路径如图3所示。高分散的活性CuO将是NH3转移至CeO2表面,随后通过Ce4+与Ce3+之间的快速转化,NH3形成NHx。当没有气态氧存在时,NHx与晶格氧反应生成N2和N2O,同时出现氧空位。随后通入气态氧的作用
重新填满氧空位,替代晶格氧参与NH3-sco反应,在CeO2表面上形成[NO]后与NHx反应最终生成N2
重新填满氧空位,替代晶格氧参与NH3-sco反应,在CeO2表面上形成[NO]后与NHx反应最终生成N2
。
【答案】;高于250℃,氨气的转化率高,生成N2的选择性小,生成了NO或N2O气体,污染环境;2NH3+NO+NO2=2N2+3H2O;373~380℃;该反应是放热反应,平衡转化率随温度升高而降低,表格内相同时间内的转化率随温度升高而增大,说明不是平衡转化率;重新填满氧空位,替代晶格氧参与NH3-sco反应,在CeO2表面上形成[NO]后与NHx反应最终生成N2
(
3
a
-
5
b
)
2
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:18引用:1难度:0.6
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