Question

【题目】氮氧化物排放是形成臭氧层空洞、酸雨、雾霾的重要成因之一

I．NO和CO气体均为汽车尾气的成分，目前降低尾气的可行方法是在汽车排气管上安装催化转化器，这两种气体在催化转换器中发生反应：2CO(g)+2NO(g)N2(g)+2CO2(g) △H

已知反应中相关键能数据如下：

化学键	CO	NO	N	C=O
键能/kJ·mol-1	1076	632	946	750

（1）由此计算△H=__________。

（2）在一定温度下，将2.0molNO、2.4molCO通入到容积固定为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：

①有害气体NO的转化率为__________。

②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是__________ (填序号)。

a．缩小容器体积 b．催化剂 c．降低温度 d．再通入2.0molNO

③若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol,平衡将__________ (填“正向”或“逆向”)移动。

Ⅱ．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

（3）该法可能发生副反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)，减少副反应的主要措施是___________(写一条即可)。

（4）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__________(填“甲”或“乙”)，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。高于210℃时，NO转化率降低的原因可能是__________。(写一条即可)

Answer 1

【答案】 -530kJ·mol-1 40% c、d 逆向 选择合适的催化剂、控制O2用量 乙 乙在低温下有很强的催化活性 一定不是 催化剂活性降低、副反应增多(任写一条)

【解析】I．（1）反应的△H=反应物断键吸收的总能量-生成物成键放出的热量=2×1076+2×632-946-2×2×750=-530kJ·mol-1 ； 正确答案：-530kJ·mol-1。

（2）①由图可以知道，的浓度变化量为，浓度变化量之比等于化学计量数之比，则NO浓度变化量为，故参加反应的NO为,故NO的转化率为，正确答案: 40% 。

②缩小容器体积，压强增大，平衡向正反应方向移动，移动结果不能消除CO浓度增大，平衡时CO浓度增大，a错误；增加CO的量，平衡虽然向正反应方向移动，但CO的转化率减小，到平衡时CO的浓度增大，b错误；降低温度，平衡向正反应方向移动，到达新平衡时CO的浓度减小，c正确；其它条件不变，再通入2.0molNO，平衡右移，CO浓度减小，d正确；正确选项c、d。

③平衡时氮气浓度变化量为，NO的起始浓度为、CO的起始浓度为，则

开始 1.2 0 0
转化 0.4 0.4 0.2
平衡 0.8 0.4 0.2
故平衡常数,
时再向容器中充入NO、各，此时浓度商，故反应向逆反应进行，即向左移动；正确答案：逆向。

Ⅱ．（3）由反应原理可知，SCR法除去一氧化氮时反应为放热反应，而且为气体分子数目增大的反应，所以降低温度、减小压强均可以使反应物的转化率增大；根据副反应的方程式可知，副反应消耗的氧气更多，所以控制氧气的用量以及选择抑制副反应发生的催化剂，可以减少副反应的发生；正确答案：选择合适的催化剂、控制O2用量。

（4）①由图可知，与乙催化剂相比，甲催化剂的催化效率和催化温度区间均比较小，选用乙催化剂是因为其在较大的温度范围内有较高的催化活性；正确答案：乙；乙在低温下有很强的催化活性。

②由图可知，当温度相同时，平衡转化率一定，所以此反应的平衡转化率一定大于或者等于相同温度下乙催化剂的转化率，故M点的一氧化氮转化率一定不是平衡转化率；之后，甲催化剂催化下，一氧化氮转化率降低，可能是由于温度过高，甲催化剂的活性降低，副反应增多；正确答案：一定不是；催化剂活性降低、副反应增多。