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。

(1)用水吸收NOx的相关热化学方程式如下：

2NO2（g）+H2O（l）HNO3（aq）+HNO2（aq） ΔH=116.1 kJ·mol1

3HNO2（aq）HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJ·mol1

反应3NO2（g）+H2O（l）2HNO3（aq）+NO（g）的ΔH=___________kJ·mol1。

(2)在有氧条件下，新型催化剂M能催化NH3与NOx反应生成N2。现将一定比例的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。

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】-136.2 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】

(1). 已知①2NO2（g）+H2O（l）HNO3（aq）+HNO2（aq） ΔH=116.1 kJ·mol1、②3HNO2（aq）HNO3（aq）+2NO（g）+H2O（l） ΔH=75.9 kJ·mol1，根据盖斯定律，(①×3+②)÷2得3NO2（g）+H2O（l）2HNO3（aq）+NO（g） ΔH=(－116.1 kJ·mol1×3+75.9 kJ·mol1)÷2=-136.2kJ·mol1，故答案为：-136.2；

(2). 在50～250℃范围内曲线迅速上升的主要原因是催化剂的活性随温度升高而增大使反应速率迅速增大，且温度升高也使NOx去除反应速率增大，上升缓慢的原因是温度升高引起去除反应速率增大，但此时催化剂的活性下降，当反应温度高于380℃时，NOx的去除率迅速下降的原因可能是催化剂活性下降，且NH3与O2反应生成了NO，故答案为：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。