研究分解氮氧化物的反应机理,对于控制汽车尾气排放、保护环境有重要意义.直接催化分解法是消除NOx的主要方法,已知N2O催化分解过程中发生的反应如下:
反应1 2N2O(g)⇌2N2(g)+O2(g) ΔH1=-163kJ•mol-1
反应2 2N2O(g)⇌N2(g)+2NO(g) ΔH2=18.5kJ•mol-1
反应3 4N2O(g)⇌3N2(g)+2NO2(g) ΔH3=-144.5kJ•mol-1
回答下列问题:
(1)根据盖斯定律,反应2NO(g)⇌N2(g)+O2(g) 的ΔH为 -181.5-181.5kJ•mol-1。
(2)T℃,在密闭容器中尝试利用表面催化工艺分解NO,若用
、
、
、
分别表示O2、NO、N2和固体催化剂,则在固体催化剂表面分解NO的反应过程可用图1表示:

①若温度和保持容器体积不变,下列关于NO分解反应,说法正确的是 ACAC。
A.催化剂可降低反应的活化能,增加活化分子数
B.当体系压强恒定时,反应达到平衡状态
C.除去体系中O2可提高NO的平衡转化率
D.解吸之后的气体无需净化处理可直接排放
②已知NO在固体催化剂表面吸附时总熵减小,请在图2中画出从状态A到状态D体系能量的变化曲线图 
。

(3)T℃和恒定压强P0kPa时,在密闭容器中模拟废气中N2O直接催化分解过程,各组分的信息如下表:


物质 | N2 | N2O | O2 | CO2 | NO | NO2 |
n(投料)/mol | 19 | 34 | 6.5 | 25 | 0 | 0 |
n(平衡)/mol | 50 | 1 | 20 | 25 | 2 | 2 |
500P0
500P0
kPa(以分压表示,分压=总压×物质的量分数)。若除去废气中的CO2气体,再在相同的条件下模拟实验,发现N2O的平衡转化率明显降低,其原因可能是:恒压条件下,除去CO2相当于增加其他气体的分压,平衡向分压减小的方向移动,转化率降低
恒压条件下,除去CO2相当于增加其他气体的分压,平衡向分压减小的方向移动,转化率降低
。(4)电解法处理氮氧化合物是目前大气污染治理的一个新思路,原理是将NOx在电解池中分解成无污染的N2和O2除去,如图3所示,两电极间是新型固体氧化物陶瓷,在一定条件下可自由传导O2-,电解池阴极反应为
2NOx+4xe-=2xO2-+N2
2NOx+4xe-=2xO2-+N2
。
【答案】-181.5;AC;
;500P0;恒压条件下,除去CO2相当于增加其他气体的分压,平衡向分压减小的方向移动,转化率降低;2NOx+4xe-=2xO2-+N2

【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:8引用:2难度:0.6
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