Question

【题目】NOx（主要指NO和NO2）是大气主要污染物之一。有效去除大气中的NOx是环境保护的重要课题。

在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。

①NH3与NO2生成N2的反应中，当生成1molN2时，转移的电子数为___mol。

②将一定比例的O2、NH3和NOx的混合气体，匀速通入装有催化剂M的反应器中反应（装置见图）。

反应相同时间NOx的去除率随反应温度的变化曲线如图所示，在50～250 ℃范围内随着温度的升高，NOx的去除率先迅速上升后上升缓慢的主要原因是___；当反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是___。

Answer 1

【答案】 迅速上升段是催化剂活性随温度升高增大与温度升高共同使NOx去除反应速率迅速增大；上升缓慢段主要是温度升高引起的NOx去除反应速率增大催化剂活性下降 NH3与O2反应生成了NO

【解析】

①NH3与NO2生成N2的反应方程式为8NH3+6NO2=7N2+12H2O，该反应中生成7molN2时，转移的电子的物质的量为24mol，据此计算生成1molN2时转移电子的物质的量；

②在一定温度范围内催化剂活性较大，超过温度范围，催化剂活性降低；在一定温度和催化剂存在的条件下，氨气能催化氧化能生成NO。

①NH3与NO2生成N2的反应方程式为8NH3+6NO2=7N2+12H2O，该反应中生成7molN2时，转移的电子的物质的量为24mol，因此生成1molN2时转移电子的物质的量为×1mol=mol；

②在一定温度范围内催化剂活性较大，超过温度范围，催化剂活性降低，由图可知迅速上升段是催化剂活性随温度升高而增大，与温度升高共同使NOx的去除反应速率增大；上升阶段缓慢主要是温度升高引起的NOx的去除反应速率增大但催化剂活性降低；在一定温度和催化剂存在的条件下，氨气能催化氧化能生成NO，当温度高于380℃时，NOx的去除反应速率下降的原因可能是氨气在该条件下与氧气反应生成NO。