煙道氣和汽車尾氣（NOx、NH3等）是造成霧霾天氣的原因之一。對這些排放氣的處理以及再利用是化學工作者研究的重要課題。
（1）H2-SCR脫硝
①氫氣在富氧條件下催化還原NOx反應在低溫時仍具有高活性和選擇性，已知催化劑銠（Rh）表面H2催化還原NO的詳細反應機理如下圖所示，其他條件一定時，決定H2催化還原NO反應速率的基元反應為 N（s）+N（s）═N2（s）+Rh（s）+Rh（s）N（s）+N（s）═N2（s）+Rh（s）+Rh（s），基元反應OH（s）+Rh（s）═H（s）+O（s）的焓變△H=-46.0-46.0kJ/mol
②1093K時，NO與H2以物質(zhì)的量2：1混合，置于某密閉容器中還能發(fā)生如下化學反應：2NO（g）+H2（g）═N2O（g）+H2O（g），實驗測得該反應速率方程（以N2O為基準）為v（N2O）=kp2（NO）p（H2），k=5.6×10-12Pa-2?s-1。某時刻測得體系中NO的分壓為2.0kPa,則此時的反應速率為 2.24×10-112.24×10-11Pa?s-1.
（2）NH3-SCR脫硝
在有氧和新型催化劑作用下，NOx和NH3可以反應生成N2。將一定比例的O2、NOx和NH3通入裝有新型催化劑的反應器。測得相同時間內(nèi)NOx的去除率隨溫度變化如圖所示。
在50～250℃范圍內(nèi)，NOx的去除率先快速上升后變緩的主要原因是 迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大，與溫度升高共同使NOx去除反應速率迅速增大；上升階段緩慢主要是溫度升高引起的NOx去除反應速率增大但是催化劑活性下降迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大，與溫度升高共同使NOx去除反應速率迅速增大；上升階段緩慢主要是溫度升高引起的NOx去除反應速率增大但是催化劑活性下降；380℃后去除率下降的可能原因是 氨氣和氧氣發(fā)生了副反應或催化劑活性降低或升高溫度平衡逆向移動氨氣和氧氣發(fā)生了副反應或催化劑活性降低或升高溫度平衡逆向移動。
（3）工業(yè)上可用“氨催化氧化法”生產(chǎn)NO，以氨氣、氧氣為原料，在催化劑存在下生成NO和副產(chǎn)物N2的化學方程式如下：
Ⅰ.4HN3（g）+5O2（g）?4NO（g）+6H2O（g）
Ⅱ.4HN3（g）+3O2（g）?2N2（g）+6H2O（g）
已知：有效轉(zhuǎn)化率=制備目標物質(zhì)消耗原料的量原料總的轉(zhuǎn)化量×100%
在IL恒容密閉容器中充入1mol NH3、1.45mol O2，在催化劑作用下發(fā)生兩個競爭反應Ⅰ、Ⅱ，測得不同溫度下反應相同時間有關物質(zhì)的量關系如圖所示。
①520℃時，NH3的有效轉(zhuǎn)化率=33.3%33.3%。（保留1位小數(shù)）
②工業(yè)用氨催化氧化制備HNO3，選擇的最佳溫度是 840℃840℃。
③520℃時，反應Ⅱ的平衡常數(shù)K=1.141.14mol?L-1。（保留3位有效數(shù)字）
制備目標物質(zhì)消耗原料的量
原料總的轉(zhuǎn)化量
【答案】N（s）+N（s）═N2（s）+Rh（s）+Rh（s）；-46.0；2.24×10-11；迅速上升段是催化劑活性隨溫度升高增大，與溫度升高共同使NOx去除反應速率迅速增大；上升階段緩慢主要是溫度升高引起的NOx去除反應速率增大但是催化劑活性下降；氨氣和氧氣發(fā)生了副反應或催化劑活性降低或升高溫度平衡逆向移動；33.3%；840℃；1.14
【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：53引用：2難度：0.3
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1．氫氣最早于16世紀被人工制取出來，氫氣是一種清潔能源。
（1）利用光伏電池電解水制H2是氫能的重要來源。已知：H-H鍵、O=O鍵、H-O鍵的鍵能依次為436kJ?mol-1、495kJ?mol-1、463kJ?mol-1。則2H2O（g）═2H2（g）+O2（g）△H=kJ?mol-1。
（2）T1℃時，向5L恒容密閉容器中充入0.5molCH4，只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H4（g）+2H2（g），達到平衡時，測得c（C2H4）=2c（CH4），CH4的轉(zhuǎn)化率為；保持其他條件不變，溫度改為T2℃，經(jīng)25s后達到平衡，測得c（CH4）=2c（C2H4），則0～25s內(nèi)v（C2H4）=mol?L-1?s-1。
（3）CH4分解時幾種氣體的平衡分壓（pPa）的對數(shù)值lgp與溫度的關系如圖所示。
①T℃時，向一恒容密閉容器中通入一定量的CH4（g）、C2H4（g）和H2（g），只發(fā)生反應2CH4（g）?C2H2（g）+3H2（g）ΔH，ΔH（填“＞”或“＜”）0，此時的平衡常數(shù)Kp=（用平衡分壓代替濃度進行計算）Pa2。
②若只改變一個反應條件使Kp變大，則該條件是（填標號）。
A.減小C2H2的濃度
B.升高溫度
C.增大壓強
D.加入合適的催化劑
（4）工業(yè)上，以KNH2和液氨為電解質(zhì)，以石墨為電極，電解液氨制備H2。陽極的電極反應式為，一段時間后陰、陽兩極收集到的氣體質(zhì)量之比為。發(fā)布：2025/1/4 8:0:1組卷：9引用：3難度：0.5 -
2．反應 4A（g）+5B（g）?4C（g）+6D（g）在 5L 的密閉容器中進行，半分鐘后，C 的物質(zhì)的量增 加了 0.30mol。下列敘述正確的是（ ）
發(fā)布：2024/12/30 19:30:2組卷：59引用：6難度：0.6 -
3．將等物質(zhì)的量的A、B混合于2L的密閉容器中，發(fā)生如下反應：3A（g）+B（g）?xC（g）+2D（g），經(jīng)5min后，測得D的濃度為0.5mol/L，c（A）：c（B）=3：5，C的平均反應速率為0.1mol/（L?min）．求：
（1）此時A的濃度c（A）=mol/L，反應開始前容器中的A、B的物質(zhì)的量：n（A）=n（B）=mol；
（2）B的平均反應速率v（B）=mol/（L?min）；
（3）x的值為．發(fā)布：2024/12/30 19:0:1組卷：162引用：26難度：0.3
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