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研究柴油车尾气中NOx的催化转化具有重要意义。
(1)尿素[CO(NH22]水溶液与柴油车尾气在高温下混合后,尿素分解生成NH3和CHON,在催化剂作用下,CHON与H2O反应生成NH3和CO2,画出CHON的结构式:
O=C=N-H
O=C=N-H

(2)在催化剂作用下,NH3将柴油车尾气中的NOx选择性还原为N2的过程称为NH3-SCR脱硝。当柴油车尾气中n(NO):n(NO2)=1:1时,会发生快速NH3-SCR脱硝反应。
①写出快速NH3-SCR脱硝反应的化学方程式:
2NH3+NO2+NO
催化剂
2N2+3H2O
2NH3+NO2+NO
催化剂
2N2+3H2O

②控制其他条件相同,将4molNH3与下表所示的气体充分混合后分别匀速通入如图-1所示的反应器中反应,测得A组NOx的脱除率明显低于B组,其可能原因是
该温度下2NO+O2=2NO2的平衡常数较小,反应速率较慢
该温度下2NO+O2=2NO2的平衡常数较小,反应速率较慢
(该温度下NH3与O2不发生反应)。
混合气体物质的量
A组 n(NO)=4mol、n(O2)=1mol
B组 n(NO)=2mol、n(NO2)=2mol

③二氧化铈(CcO2)作为一种SCR脱硝催化剂,能在Ce4+和Ce3+之间改变氧化状态,将NO氧化为NO2,并引起氧空位的形成,得到新的铈氧化物[Ce(Ⅲ)xCe(Ⅳ)yOz]。铈氧化物发生的可能变化如图-2所示,当1molCeO2氧化标况下2.24LNO后,生成新的铈氧化物中x、y、z的最简整数比为
2:16:35
2:16:35

(3)科学家研究了V2O5晶面上的NH3-SCR反应过程:该过程如图-3所示。V2O5与H2O形成能提供质子的酸性位,NH3吸附在酸性位上生成中间体X,NO与X反应生成不稳定的过渡态物质,随后分解生成N2和H2O。
①画出图中虚线框内X的结构:

②烟气中的少量SO2会增大催化剂活性,但SO2量过多会大大降低催化剂的活性,其可能原因分别是
SO2会增加催化剂表面的酸性位,增大催化剂活性;过量SO2与NH3存在竞争吸附;SO2能与NH3等反应生成亚硫酸盐或硫酸盐,覆盖在催化剂表面,降低催化剂活性
SO2会增加催化剂表面的酸性位,增大催化剂活性;过量SO2与NH3存在竞争吸附;SO2能与NH3等反应生成亚硫酸盐或硫酸盐,覆盖在催化剂表面,降低催化剂活性

【答案】O=C=N-H;2NH3+NO2+NO
催化剂
2N2+3H2O;该温度下2NO+O2=2NO2的平衡常数较小,反应速率较慢;2:16:35;;SO2会增加催化剂表面的酸性位,增大催化剂活性;过量SO2与NH3存在竞争吸附;SO2能与NH3等反应生成亚硫酸盐或硫酸盐,覆盖在催化剂表面,降低催化剂活性
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:49引用:1难度:0.6
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    (1)根据操作步骤,完成表格:
    操作步骤河 实验现象 解释原因
    Ⅰ.振荡注射器,观察现象 无明显现象
     
    Ⅱ.打开弹簧夹,快速吸入10mL空气后夹上弹簧夹,观察现象
     
     
    Ⅲ.振荡注射器,再观察现象 气体又变为无色,注射器的活塞向内移动
     
    (2)如果要将注射器中的NO充分转化,可以采取什么措施?
     

    (3)上述实验对工业上生产硝酸有什么启示?
     

    发布:2024/12/30 6:30:2组卷:9引用:3难度:0.6
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    发布:2024/12/30 6:30:2组卷:9引用:2难度:0.6
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    发布:2024/12/30 6:30:2组卷:7引用:2难度:0.7
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