Question

【题目】研究碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等大气污染物的处理对缓解环境污染、能源危机具有重要意义。

(1)SCR(选择性催化还原)脱硝法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为：4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H＜0。其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，相同时间时NO转化率与温度的关系如图。

①工业上选择催化剂__________(填“甲”或“乙”)。

②在催化剂甲作用下，图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率______(填“可能是”、“一定是”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率。高于210℃时，NO转化率降低的原因可能是__________。(写一条即可)。

(2)某研究小组对反应NO2+SO2SO3+NO△H＜0进行相关实验探究。在固定体积的密闭容器中，使用某种催化剂，改变原料气配比[n(NO2)：n(SO2)]进行多组实验(每次实验的温度可能相同，也可能不同)，测定NO2的平衡转化率[a(NO2)]。部分实验结果如图所示。

①如果将图中b点的平衡状态改变为c点的平衡状态，应采取的措施是________________。

②图中a、d两点对应的实验温度分别为T1和T2，则T1_______T2(填“＞”、“＝”或“＜”)。

(3)在酸性电解质溶液中，以惰性材料作电极，将CO2转化为丙烯的原理如图所示。

①太阳能电池的正极为_____(填“a”或“b”)。

②生成丙烯的电极反应式是_____________________________。

③当生成标准状况下2.24L丙烯时，右侧溶液中质量减少____g。

Answer 1

【答案】乙 一定不是 催化剂活性降低、副反应增多 升高温度 ＞ b 3CO2+18H++18e-＝C3H6+6H2O 16.2

【解析】

（1）①图象中催化剂在低温下NO转化率大；

②甲催化剂随温度升高NO转化率先增大后减小是因为催化剂在温度高的条件下催化活性减小；高于210℃时，NO转化率降低是催化剂活性降低；

（2）①如果要将b点的平衡状态改变为c点的平衡状态，即在不改变物料比的情况下，降低NO2的平衡转化率，考虑温度和压强对化学平衡的影响；

②图中a、d两点对应的实验温度分别为T1和T2，温度和平衡常数有关，结合图中的数据，分别计算a和d点时的化学平衡常数，据此判断两点温度；

（3）由示意图可知，二氧化碳得电子和氢离子反应生成丙烯和水，为阴极反应，电极方程式为3CO2+18H++18e-＝C3H6+6H2O，则a为负极，b为正极，阳极生成氧气。

（1）①图象中曲线变化可知低温下乙的催化作用强，工业上选择催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性，故答案为：低温下有很强的催化活性；

②甲催化剂随温度升高NO转化率先增大后减小是因为催化剂在温度高的条件下催化活性减小，在催化剂甲作用下，图中M点处（对应温度为210℃）NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率，高于210℃时，NO转化率降低是催化剂活性降低，副反应增多，故答案为：一定不是；催化剂活性降低、副反应增多；

（2）①如果要将图中b点的平衡状态改变为c点的平衡状态，，即在不改变物料比的情况下，降低NO2的平衡转化率，该反应为气体体积不变的放热反应，压强变化对化学平衡不产生影响，减小NO2的平衡转化率，可采取升高温度的方式，使化学平衡向正反应方向移动，故答案为：升高温度；

②该反应为放热反应，升高温度，使化学平衡向正反应方向移动，NO2的平衡转化率减小，因NO2的平衡转化率a点高于d点，则T1大于T2，故答案为：＞；

（3）①由示意图可知，二氧化碳得电子和氢离子反应生成丙烯和水，为阴极反应，则a为负极，b为正极，故答案为：b；

②二氧化碳在阴极上得电子和氢离子反应生成丙烯和水，则生成丙烯的阴极电极反应式为3CO2+18H++18e-＝C3H6+6H2O，故答案为：3CO2+18H++18e-＝C3H6+6H2O；

③阳极上水放电生成氧气，电极反应式为2H2O—4 e-＝O2+4H+↑，2.24L丙烯的物质的量为0.1mol，当生成标准状况下2.24L丙烯时，二氧化碳得到1.8 mol电子，右侧溶液中减少质量为阳极消耗0.9mol H2O的质量，0.9mol H2O的质量为0.9mol×18g/mol=16.2g，故答案为：16.2g。