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研究脱除烟气中的NO是环境保护、促进社会可持续发展的重要课题。选择性催化还原技术是利用还原剂氨或尿素,把烟气中的NO还原成N2和H2O。相关反应方程式如下:
N2(g)+O2(g)═2NO(g)ΔH=+180.5kJ⋅mol-1
2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)ΔH=-112.0kJ⋅mol-1
4(NH22CO(s)+6NO2(g)═7N2(g)+4CO2(g)+8H2O(g)ΔH=-2780.0kJ⋅mol-1
(1)①2(NH22CO(s)+6NO(g)═5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=
-1828.75kJ/mol
-1828.75kJ/mol

②有氧条件下,在Fe基催化剂表面,NH3还原NO的反应机理如图所示,该过程可描述为
在Fe基催化剂表面,NH3吸附在酸性配位点上形成NH4+,NO、O2吸附在Fe3+配位点上形成NO2,而后NH4+与NO2结合生成的NO2(NH4+2与NO反应生成N2和水,并从催化剂表面逸出
在Fe基催化剂表面,NH3吸附在酸性配位点上形成NH4+,NO、O2吸附在Fe3+配位点上形成NO2,而后NH4+与NO2结合生成的NO2(NH4+2与NO反应生成N2和水,并从催化剂表面逸出


(2)近年来,低温等离子体(NTP)技术是在高压放电下,O2产生自由基(O*),自由基将NO氧化为NO2后,再用Na2CO3溶液吸收,便达到消除NO的目的。实验室将模拟气(N2、O2、NO)以一定流速通入低温等离子体装置,实验装置如图所示。

①等离子体技术在低温条件下可提高NO的转化率,原因是
NO与O2反应生成NO2是放热反应,低温有利于反应正向进行
NO与O2反应生成NO2是放热反应,低温有利于反应正向进行

②若4.6gNO2被含0.05molNa2CO3溶液充分吸收,转移电子数为0.05mol,则此反应的离子方程式为
2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2
2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2

③其他条件相同,等离子体的功率与NO的转化率关系如图所示,当功率大于30W时,NO转化率下降的原因可能是
功率增大时,会生成更多的O*自由基,NO更容易被氧化为NO2,但功率增大,N2和O2在放电时会生成NO,相比而言后者产生的NO更多
功率增大时,会生成更多的O*自由基,NO更容易被氧化为NO2,但功率增大,N2和O2在放电时会生成NO,相比而言后者产生的NO更多

【答案】-1828.75kJ/mol;在Fe基催化剂表面,NH3吸附在酸性配位点上形成NH4+,NO、O2吸附在Fe3+配位点上形成NO2,而后NH4+与NO2结合生成的NO2(NH4+2与NO反应生成N2和水,并从催化剂表面逸出;NO与O2反应生成NO2是放热反应,低温有利于反应正向进行;2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2;功率增大时,会生成更多的O*自由基,NO更容易被氧化为NO2,但功率增大,N2和O2在放电时会生成NO,相比而言后者产生的NO更多
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:43引用:2难度:0.4
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  • 1.如图所示,在一支50mL的注射器里充入20mL NO,然后吸入5mL水,用乳胶管和弹簧夹封住管口。
    (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
  • 2.随着我国汽车年销量的大幅增加,空气环境受到了很大的污染。汽车尾气净化装置里,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的过程如图所示,下列说法正确的是(  )

    发布:2024/12/30 6:30:2组卷:9引用:2难度:0.6
  • 3.下列有关NO2的叙述正确的是(  )

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