煙道氣和汽車尾氣(NOx、NH3等)是造成霧霾天氣的原因之一。對這些排放氣的處理以及再利用是化學(xué)工作者研究的重要課題。
(1)H2-SCR脫硝
①氫氣在富氧條件下催化還原NOx反應(yīng)在低溫時仍具有高活性和選擇性,已知催化劑銠(Rh)表面H2催化還原NO的詳細(xì)反應(yīng)機理如表所示,其他條件一定時,決定H2催化還原NO反應(yīng)速率的基元反應(yīng)為 N(s)+N(s)═N2(s)+Rh(s)+Rh(s)N(s)+N(s)═N2(s)+Rh(s)+Rh(s),基元反應(yīng)OH(s)+Rh(s)→H(s)+O(s)的焓變ΔH=-46.0-46.0kJ?mol-1。
基元反應(yīng) | 活化能Ea/(kJ?mol-1) |
NO+Rh(s)→NO(s) NO(s)+Rh(s)→N(s)+O(s) N(s)+N(s)→N2+Rh(s)+Rh(s) H2+Rh(s)+Rh(s)→H(s)+H(s) H2O(s)→H2O+Rh(s) H(s)+H(s)→H2+Rh(s)+Rh(s) NO(s)→NO+Rh(s) OH(s)+Rh(s)→H(s)+O(s) H(s)+O(s)→OH(s)+Rh(s) OH(s)+H(s)→H2O(s)+Rh(s) |
0.0 97.5 120.9 12.6 45.0 77.8 108.9 37.7 83.7 33.5 |
2.24×10-11
2.24×10-11
Pa-2?s-1。(2)NH3-SCR脫硝
在有氧和新型催化劑作用下,NOx和NH3可以反應(yīng)生成N2,將一定比例的O2、NOx和NH3通入裝有新型催化劑的反應(yīng)器。測得相同時間內(nèi)NOx去除率隨溫度變化如圖所示:
在50~250℃范圍內(nèi),NOx的去除率先快速上升后變緩的主要原因是
迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大,使NOx去除速率迅速增大;上升段變緩主要是溫度升高引起催化劑活性下降
迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大,使NOx去除速率迅速增大;上升段變緩主要是溫度升高引起催化劑活性下降
;380℃后去除率下降的可能原因是 氨氣和氧氣發(fā)生了副反應(yīng)(或催化劑活性降低或升高溫度平衡逆向移動)
氨氣和氧氣發(fā)生了副反應(yīng)(或催化劑活性降低或升高溫度平衡逆向移動)
。(3)工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO,以氨氣、氧氣為原料,在催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2的化學(xué)方程式如下:
Ⅰ.4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(g)
Ⅱ.4NH3(g)+3O2(g)═2N2(g)+6H2O(g)
已知:有效的轉(zhuǎn)化率
制備目標(biāo)物質(zhì)消耗原料的量
原料總的轉(zhuǎn)化量
在1L恒容密閉容器中充入1molNH3、1.45molO2,在催化劑作用下發(fā)生兩個競爭反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ,測得不同溫度下反應(yīng)相同時間有關(guān)物質(zhì)的量關(guān)系如圖所示:
①520℃時,NH3的有效轉(zhuǎn)化率=
33.3%
33.3%
(保留1位小數(shù))。②工業(yè)用氨催化氧化制備HNO3,選擇的最佳溫度是
840℃
840℃
。③520℃時,反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K=
1.14
1.14
(保留3位有效數(shù)字)。【答案】N(s)+N(s)═N2(s)+Rh(s)+Rh(s);-46.0;2.24×10-11;迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大,使NOx去除速率迅速增大;上升段變緩主要是溫度升高引起催化劑活性下降;氨氣和氧氣發(fā)生了副反應(yīng)(或催化劑活性降低或升高溫度平衡逆向移動);33.3%;840℃;1.14
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:42引用:2難度:0.5
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1.氫氣最早于16世紀(jì)被人工制取出來,氫氣是一種清潔能源。
(1)利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知:H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O(g)═2H2(g)+O2(g)△H=
(2)T1℃時,向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4,只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),達(dá)到平衡時,測得c(C2H4)=2c(CH4),CH4的轉(zhuǎn)化率為
(3)CH4分解時幾種氣體的平衡分壓(pPa)的對數(shù)值lgp與溫度的關(guān)系如圖所示。
①T℃時,向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4(g)、C2H4(g)和H2(g),只發(fā)生反應(yīng)2CH4(g)?C2H2(g)+3H2(g)ΔH,ΔH
②若只改變一個反應(yīng)條件使Kp變大,則該條件是
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
(4)工業(yè)上,以KNH2和液氨為電解質(zhì),以石墨為電極,電解液氨制備H2。陽極的電極反應(yīng)式為發(fā)布:2025/1/4 8:0:1組卷:9引用:3難度:0.5 -
2.反應(yīng) 4A(g)+5B(g)?4C(g)+6D(g)在 5L 的密閉容器中進(jìn)行,半分鐘后,C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是( )
發(fā)布:2024/12/30 19:30:2組卷:59引用:6難度:0.6 -
3.將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中,發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)?xC(g)+2D(g),經(jīng)5min后,測得D的濃度為0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,C的平均反應(yīng)速率為0.1mol/(L?min).求:
(1)此時A的濃度c(A)=
(2)B的平均反應(yīng)速率v(B)=
(3)x的值為發(fā)布:2024/12/30 19:0:1組卷:163引用:26難度:0.3
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