20.船舶柴油機(jī)發(fā)動機(jī)工作時,反應(yīng)產(chǎn)生的NOx尾氣是空氣主要污染物之一,研究NOx的轉(zhuǎn)化方法和機(jī)理具有重要意義。
已知:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)ΔH1=-113kJ?mol-1
6NO2(g)+O3(g)?3N2O5(g)ΔH2=-227kJ?mol-1
4NO2(g)+O2(g)?2N2O5(g)ΔH3=-57kJ?mol-1
(1)O3氧化脫除NO的總反應(yīng)是NO(g)+O3(g)?NO2(g)+O2(g)ΔH4=
。
(2)該反應(yīng)過程有兩步,反應(yīng)中各物質(zhì)濃度變化如圖所示。則速率常數(shù)k甲
k乙(填“>”、“<”或“≈”),原因是
。
(3)已知:2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)的反應(yīng)歷程分兩步:
步驟 |
反應(yīng) |
活化能 |
正反應(yīng)速率方程 |
逆反應(yīng)速率方程 |
Ⅰ |
2NO(g)?N2O2(g)(快) |
Ea1 |
v1正=k1?c2(NO) |
v1逆=k2?c(N2O2) |
Ⅱ |
N2O2(g)+O2(g)?2NO2(g)(慢) |
Ea2 |
v2正=k3?c(N2O2)?c(O2) |
v2逆=k4?c2(NO2) |
①則反應(yīng)Ⅰ與反應(yīng)Ⅱ的活化能:E
a1
E
a2(填“>”“<”或“=”)。反應(yīng)2NO(g)+O
2(g)?2NO
2(g)的平衡常數(shù)K
c=
(用K
1、K
2、K
3、K
4表示)。
②在400k、初始壓強(qiáng)為3×10
5Pa的恒溫剛性容器中,按2:1通入NO和O
2,一定條件下發(fā)生反應(yīng)。達(dá)平衡時NO轉(zhuǎn)化率為90%,O
2轉(zhuǎn)化率為40%。則2NO(g)?N
2O
2(g)的平衡常數(shù)K
c=
(分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);理想氣體狀態(tài)方程pV=nRT,R=8314Pa?L?mol
-1?K
-1)。
(4)某研究小組將2molNH
3、3molNO和一定量的O
2充入2L密閉容器中,在Ag
2O催化劑表面發(fā)生反應(yīng)(4NH
3+6NO?5N
2+6H
2O),NO的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化情況如圖所示:
①5min內(nèi),溫度從420K升高到580K,此時段內(nèi)NO的平均反應(yīng)速率v(NO)=
(保留3位有效數(shù)字)。
②無氧條件下,NO生成N
2的轉(zhuǎn)化率較低,原因可能是
。