Question

【题目】SCR法是工业上消除NOx的常用方法，其原理为：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) △H<0。

（1）NOx破坏臭氧层原理为：①NO+O3NO2+O2 K1 ②NO2+ONO+O2 K2;则O3+O2O2的K=__________(用K1、K2表示)，NOx在该反应中的作用是________。

（2）SCR法除NO时，投料比一定时利于提高NO平衡转化率的反应条件是________、________。该法可能发生副反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g)，减小副反应的主要措施是______、________。

（3）其他条件相同，在甲、乙两种催化剂作用下，NO转化率与温度的关系如图。

①工业上选择催化剂乙的原因是__________；

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。

（4）消除汽车尾气中的NO时，可用CO(NH2)2还原NO，与SCR法相比，等物质的量的CO(NH2)2与NH3可消除的NO物质的量之比为_________。（不考虑副反应）

Answer 1

【答案】 K1·K2 催化剂 降低温度 减小压强 选择合适的催化剂 控制O2用量 低温下有很强的催化活性（或在较大的温度范围内有较高催化活性） 一定不是 3:1

【解析】（1）已知：①NO+O3NO2+O2 K1

②NO2+ONO+O2 K2

则根据盖斯定律可知①+②即得到O3+O2O2，所以该反应的K＝K1·K2；一氧化氮反应生成二氧化氮，二氧化氮反应又生成一氧化氮，说明氮氧化物在该反应中的作用是催化剂的作用；（2）提高NO平衡转化率改变条件使平衡正向进行，由于反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H＜0是放热的体积增加的可逆反应，所以可以降低温度、减小压强使平衡正向进行；结合化学平衡移动原理分析，需要选择合适的催化剂、控制氧气用量促进4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H＜0反应进行，避免副反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)进行；（3）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；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；（4）SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法，反应原理为：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H＜0，尿素[CO(NH2)2]还原NO，既安全又高效，且产物都是空气中含有的成分，反应的化学方程式为2CO(NH2)2+6NO=5N2+2CO2+4H2O，所以等物质的量的尿素与氨气可消除的NO物质的量之比=12：4=3：1。