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(NH2)2CO(s)+6NO2(g)═7N2(g)+4CO2(g)+8H2O(g)ΔH=-2780.0kJ⋅mol-1
(1)①2(NH2)2CO(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-+CO22NO2+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。

【考点】氮的氧化物的性质及其对环境的影响.
【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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