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水泥窑炉可产生大量NOx,是高污染排放的工业窑炉,如何处理水泥窑炉产生的尾气是科技工作者非常关心的问题。
回答下列问题:
(1)NOx可能引发的环境问题是
酸雨或光化学烟雾
酸雨或光化学烟雾
(填一种)。
(2)“水泥窑协同焚烧污泥”既有助于减少水泥窑烟气中NOx的排放,又能处理城市污泥。该方法是将污泥投加到水泥预分解炉内,利用污泥燃烧产生的还原性气体(NH3、CO等)还原水泥窑烟气中的NOx
①CO还原NO的反应历程中相对能量变化如图:

该历程中最大能垒(活化能)E=
298.4
298.4
kJ•mol-1,该步骤的化学方程式是
2NO(g)+2CO(g)=N2O2(g)+2CO(g)
2NO(g)+2CO(g)=N2O2(g)+2CO(g)
;CO还原NO总反应的热化学方程式是
2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-373.6 kJ/mol
2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-373.6 kJ/mol

②将一定量的污泥投加到水泥预分解炉内,控制燃烧温度为1200℃,测得燃烧过程中NO的浓度和O2、CO2的体积分数随时间变化如图(左)所示。0~50s内,以NO表示的反应速率v(NO)=
6.0×10-7
6.0×10-7
mol•L-1•s-1;图中表示CO2的体积分数随时间变化的曲线是
b
b
(填“a”或“b”)。

(3)在水泥窑炉高温主燃区喷氨也可还原NO,主要反应为:6NO(g)+4NH3(g)⇌5N2(g)+6H2O(g) ΔH<0。实验测得主燃区温度、过量空气系数(KSR1)与NO还原效率的关系如图(右)所示。
①“还原气氛”下,该反应的最佳条件是
C
C
(填标号)。
A.T=1473,KSR1=0.75
B.T=1573,KSR1=1.2
C.T=1673,KSR1=0.85
②“氧化气氛”下,当KSR1=1.2时,NO的还原效率低于“基准”的原因是
正反应是气体体积增大的放热反应,在温度不变时,KSR1增大,导致体系的压强增大,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,从而使NO还原效率降低
正反应是气体体积增大的放热反应,在温度不变时,KSR1增大,导致体系的压强增大,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,从而使NO还原效率降低

【答案】酸雨或光化学烟雾;298.4;2NO(g)+2CO(g)=N2O2(g)+2CO(g);2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)ΔH=-373.6 kJ/mol;6.0×10-7;b;C;正反应是气体体积增大的放热反应,在温度不变时,KSR1增大,导致体系的压强增大,化学平衡向气体体积减小的逆反应方向移动,从而使NO还原效率降低
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:18引用:2难度:0.7
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    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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