大气污染物的有效去除和资源的充分利用是化学造福人类的重要研究课题。
(1)汽车尾气中的CO、NOx、碳氢化合物是大气污染物。
①使用稀土等催化剂能将CO、NO 转化成无毒物质。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H1=+180.5kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H2=-221kJ·mol-1
C(s) +O2(g) =CO2(g)△H3=-393.5kJ·mol-1
写出NO(g) 与CO(g)催化转化成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式为。
②醛类、O3、PAN( 过氧硝酸乙酰) 等污染物气体和颗粒物所形成的烟雾称为光化学烟雾。某研究性学习小组为模拟光化学烟雾的形成,用紫外线照射装在密闭容器内的被污染空气样品,所得物质的浓度随时间的变化如图 1所示。当NO和碳氢化合物出现后,醛类、O3、PAN、NO2的综合最低值的时间范围是。
(2)利用NH3催化还原氮氧化物(SCR 技术)是目前应用广泛的烟气脱硝技术。
①SCR 技术的主要化学反应之一是2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)△H,则该反应的化学平衡常数表达式K=__________。该反应的平衡常数K随温度T的升高而减小,则该反应的△H__________0 (填“>”、“<”或“=”)。
②SCR技术的另一主要反应为4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)
△H=-1627.2kJ·mol-1。NO 和NH3在有氧条件及Ag2O催化作用下,当反应温度升高到550~700℃,NO转化率明显下降,NO2 产率明显上升(见图2)的原因可能是
(用化学方程式表达);
若在恒容容器中发生此反应,欲提高NO转化率可采取的措施是(写一条)。
(3)目前,科学家还在研究一种以乙烯作为还原剂的脱硝(NO)原理,其脱硝机理示意图如图3,脱硝率与温度、负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图4所示。
①该脱硝原理总反应(设NO与C2H4物质的量比为2:1)的化学方程式为__________________。
②为达到最佳脱硝效果,可选择的条件是______________________。
(1)①2NO(g)+2CO(g)======N2(g)+2CO2(g) ∆H= -746.5kJ/mol(3分)
②100-150min(在这之间任意数值也给分)
(2)①<
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②4NH3+7O2=======4NO2+6H2O
增加NH3或O2浓度,或减小容器压强、或略降低反应体系温度
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(3)①2NO+2O2+C2H4===N2+2H2O+2CO2②约为350℃、负载率3.0%
化学反应速率:
1.定义:化学反应速率是用来衡量化学反应进行的快慢程度的物理量。
2.表示方法:在容积不变的反应器中,通常用单位时间内反应物浓度的减少或生成物浓度的增加来表示。即:
3.单位:mol·L-1·s-1或mol·L-1·min-1等。
4.注意:
(1)化学反应速率是指一段时间内的平均速率,而不是瞬时速率;通常前一段时间的平均反应速率要快于后一段时间的平均反应速率,反应速率均取正值,即v>0。
(2)在一定温度下,固体和纯液体物质单位体积的物质的量保持不变,即物质的量浓度为常数,因此在表示化学反应速率时,不代入固体或纯液体物质的浓度。浓度是指气体或溶液的浓度。
(3)同一个化学反应在相同的条件下、在同一段时间内,用不同物质表示反应速率时,数值可能相同也可能不同,但表达的意义都相同,即反应的快慢程度是一样的。
(4)在同一反应巾用不同的物质来表示反应速率时,其数值之比等于化学方程式中各物质的化学计量数之比.
如化学反应: , ,所以
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