“绿水青山就是金山银山”,研究消除氮氧化物污染对建设美丽家乡,打造宜居环境有重要意义。
(1)已知:2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H1=-114kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H3=+181kJ/mol
若某反应的平衡常数表达式为K=c(N2)•c2(CO2)c2(NO2),请写出此反应的热化学方程式 2C(s)+2NO2(g)=2CO2(g)+N2(g)△H=-854kJ/mol2C(s)+2NO2(g)=2CO2(g)+N2(g)△H=-854kJ/mol。
(2)T℃时,存在如下平衡:2NO2(g)⇌N2O4(g)。该反应正、逆反应速率与NO2、N2O4的浓度关系为:v正=k正c2 (NO2,v逆=k逆c(N2O4)(k正、k逆是速率常数),且lgv正~lgc(NO2)与lgv逆~lgc(N2O4) 的关系如图1所示。

①图1中表示lgv正~lgc(NO2)的线是 ⅠⅠ(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)
②T℃时,往刚性容器中充入一定量NO2,平衡后测得c(N2O4)为1.0mol/L,则平衡时,v逆=10a10a(用含a的表达式表示)
③T℃时,该反应的平衡常数K=100100L/mol。
(3)原煤经热解、冷却得到的煤焦可用于NO的脱除。将浓度恒定的NO废气以固定流速通过图2的反应器。分别用两种不同热解温度的煤焦,测定NO的脱除率。
已知:
ⅰ.两种不同热解温度500℃、900℃下获得的煤焦分别用S-500、S-900表示。
ⅱ.煤焦表面存在的官能团有利于NO的吸附。热解温度高,煤焦HC比值小,表面官能团少。
ⅲ.NO的脱除主要含吸附和化学还原两个过程。
c
(
N
2
)
•
c
2
(
C
O
2
)
c
2
(
N
O
2
)
H
C
煤焦 | 元素分析(%) | 比表面积 (cm2•g-1) |
|
H | C | ||
S-500 | 2.76 | 80.79 | 105.69 |
S-900 | 0.82 | 84.26 | 8.96 |
热解温度高,煤焦比值小,表面官能团减少,不利于NO吸附
H
C
热解温度高,煤焦比值小,表面官能团减少,不利于NO吸附
、H
C
S-900的比表面积小,吸附能力弱
S-900的比表面积小,吸附能力弱
。②由图3可知:350℃后,随着温度升高,NO的脱除率增大的原因是
升高温度,反应速率增大
升高温度,反应速率增大
。【答案】2C(s)+2NO2(g)=2CO2(g)+N2(g)△H=-854kJ/mol;Ⅰ;10a;100;热解温度高,煤焦比值小,表面官能团减少,不利于NO吸附;S-900的比表面积小,吸附能力弱;升高温度,反应速率增大
H
C
【解答】
【点评】
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