研究脫除煙氣中的NO是環(huán)境保護(hù)、促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要課題。選擇性催化還原技術(shù)是利用還原劑氨或尿素,把煙氣中的NO還原成N2和H2O。相關(guān)反應(yīng)方程式如下:
N2(g)+O2(g)═2NO(g)ΔH=+180.5kJ?mol-1
2NO(g)+O2(g)═2NO2(g)ΔH=-112.0kJ?mol-1
4(NH2)2CO(s)+6NO2(g)═7N2(g)+4CO2(g)+8H2O(g)ΔH=-2780.0kJ?mol-1
(1)①2(NH2)2CO(s)+6NO(g)═5N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)ΔH=-1828.75kJ/mol-1828.75kJ/mol。
②有氧條件下,在Fe基催化劑表面,NH3還原NO的反應(yīng)機(jī)理如圖所示,該過(guò)程可描述為 在Fe基催化劑表面,NH3吸附在酸性配位點(diǎn)上形成NH4+,NO、O2吸附在Fe3+配位點(diǎn)上形成NO2,而后NH4+與NO2結(jié)合生成的NO2(NH4+)2與NO反應(yīng)生成N2和水,并從催化劑表面逸出在Fe基催化劑表面,NH3吸附在酸性配位點(diǎn)上形成NH4+,NO、O2吸附在Fe3+配位點(diǎn)上形成NO2,而后NH4+與NO2結(jié)合生成的NO2(NH4+)2與NO反應(yīng)生成N2和水,并從催化劑表面逸出。
(2)近年來(lái),低溫等離子體(NTP)技術(shù)是在高壓放電下,O2產(chǎn)生自由基(O*),自由基將NO氧化為NO2后,再用Na2CO3溶液吸收,便達(dá)到消除NO的目的。實(shí)驗(yàn)室將模擬氣(N2、O2、NO)以一定流速通入低溫等離子體裝置,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。
①等離子體技術(shù)在低溫條件下可提高NO的轉(zhuǎn)化率,原因是 NO與O2反應(yīng)生成NO2是放熱反應(yīng),低溫有利于反應(yīng)正向進(jìn)行NO與O2反應(yīng)生成NO2是放熱反應(yīng),低溫有利于反應(yīng)正向進(jìn)行。
②若4.6gNO2被含0.05molNa2CO3溶液充分吸收,轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.05mol,則此反應(yīng)的離子方程式為 2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO22NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2。
③其他條件相同,等離子體的功率與NO的轉(zhuǎn)化率關(guān)系如圖所示,當(dāng)功率大于30W時(shí),NO轉(zhuǎn)化率下降的原因可能是 功率增大時(shí),會(huì)生成更多的O*自由基,NO更容易被氧化為NO2,但功率增大,N2和O2在放電時(shí)會(huì)生成NO,相比而言后者產(chǎn)生的NO更多功率增大時(shí),會(huì)生成更多的O*自由基,NO更容易被氧化為NO2,但功率增大,N2和O2在放電時(shí)會(huì)生成NO,相比而言后者產(chǎn)生的NO更多。
【考點(diǎn)】氮的氧化物的性質(zhì)及其對(duì)環(huán)境的影響.
【答案】-1828.75kJ/mol;在Fe基催化劑表面,NH3吸附在酸性配位點(diǎn)上形成NH4+,NO、O2吸附在Fe3+配位點(diǎn)上形成NO2,而后NH4+與NO2結(jié)合生成的NO2(NH4+)2與NO反應(yīng)生成N2和水,并從催化劑表面逸出;NO與O2反應(yīng)生成NO2是放熱反應(yīng),低溫有利于反應(yīng)正向進(jìn)行;2NO2+CO32-=NO3-+NO2-+CO2;功率增大時(shí),會(huì)生成更多的O*自由基,NO更容易被氧化為NO2,但功率增大,N2和O2在放電時(shí)會(huì)生成NO,相比而言后者產(chǎn)生的NO更多
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:40引用:2難度:0.4
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