汽車尾氣中NOx的生成和消除是科學(xué)家研究的重要課題?;卮鹣铝袉栴}:
(1)工業(yè)上通常用溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%的Na2CO3溶液(密度為1.06g/cm3)作為NOx的吸收劑,該Na2CO3溶液物質(zhì)的量濃度為 1.5mol/L1.5mol/L。
(2)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)會(huì)引發(fā)N2(g)+O2(g)═2NO(g)ΔH=+180kJ?mol-1,其能量變化如圖1。
則NO中氮氧鍵的鍵能是 632kJ?mol-1632kJ?mol-1。
(3)用NH3可消除NO污染,反應(yīng)原理為:4NH3+6NO催化劑△5N2+6H2O,以n(NH3):n(NO)分別為4:1、3:1、1:3投料,得到NO脫除率隨溫度變化的曲線如圖2所示。
①曲線a對(duì)應(yīng)的n(NH3):n(NO)=1:31:3。
②曲線c中NO的起始濃度為4×10-4mg/m3,從A點(diǎn)到B點(diǎn)經(jīng)過0.8s,該時(shí)間段內(nèi)NO的脫除速率為 1×10-41×10-4mg/(m3?s)。
③由圖可知,無論以何種比例反應(yīng),在溫度超過900℃時(shí)NO脫除率都會(huì)驟然下降,可能的原因是 ⅰ、催化劑的活性下降;ⅱ、氨氣可能發(fā)生分解;ⅲ、反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度高反應(yīng)速率快,達(dá)到平衡后平衡逆向移動(dòng)ⅰ、催化劑的活性下降;ⅱ、氨氣可能發(fā)生分解;ⅲ、反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度高反應(yīng)速率快,達(dá)到平衡后平衡逆向移動(dòng)。
(4)鈰元素(Ce)常見有+3、+4兩種價(jià)態(tài)。NO可以被含Ce4+的溶液吸收,生成含有Ce3+和HNO2的吸收液,反應(yīng)的離子方程式為 Ce4++NO+H2O=Ce3++HNO2+H+Ce4++NO+H2O=Ce3++HNO2+H+;現(xiàn)采用電解法將上述吸收液中的HNO2轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì),同時(shí)再生Ce4+,其原理如圖3所示。
①Ce4+從電解槽的 aa(填字母)口流出。
②寫出HNO2在陰極反應(yīng)的電極反應(yīng)式:2HNO2+6H++6e-=N2↑+4H2O2HNO2+6H++6e-=N2↑+4H2O。
催化劑
△
【答案】1.5mol/L;632kJ?mol-1;1:3;1×10-4;ⅰ、催化劑的活性下降;ⅱ、氨氣可能發(fā)生分解;ⅲ、反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度高反應(yīng)速率快,達(dá)到平衡后平衡逆向移動(dòng);Ce4++NO+H2O=Ce3++HNO2+H+;a;2HNO2+6H++6e-=N2↑+4H2O
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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