题目
(12分)汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的重要原因之一,治理汽车尾气和燃煤尾气是环境保护的重要课题。回答下列问题: (1)在汽车排气系统中安装三元催化转化器,可发生反应:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。在某密闭刚性容器中通入等量的CO和NO,发生上述反应时,c(CO)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。 ①据此判断该反应的正反应为___ _(填“放热”或“吸热”)反应。 ②温度T1时,该反应的平衡常数K=_____; 反应速率v=v正- v逆=k正c2(NO)c2(CO)- k逆c2(CO2)c(N2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,计算a处=________。 (2)SNCR-SCR脱硝技术是一种新型的除去烟气中氮氧化物的脱硝技术,一般采用氨气或尿素作还原剂,其基本流程如图: ①SNCR-SCR脱硝技术中用NH3作还原剂还原NO的主要反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g),△H<0,则用尿素【CO(NH2)2】作还原剂还原NO2的化学方程式为______ ______。 ②体系温度直接影响SNCR技术的脱硝效率,如图所示: SNCR与SCR技术相比,SCR技术的反应温度不能太高,其原因是__________;当体系温度约为925℃C时,SNCR脱硝效率最高,其可能的原因是______________。
(12分)汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的重要原因之一,治理汽车尾气和燃煤尾气是环境保护的重要课题。回答下列问题:
(1)在汽车排气系统中安装三元催化转化器,可发生反应:2NO(g)+2CO(g)
2CO2(g)+N2(g)。在某密闭刚性容器中通入等量的CO和NO,发生上述反应时,c(CO)随温度(T)和时间(t)的变化曲线如图所示。

①据此判断该反应的正反应为___ _(填“放热”或“吸热”)反应。
②温度T1时,该反应的平衡常数K=_____;
反应速率v=v正- v逆=k正c2(NO)c2(CO)- k逆c2(CO2)c(N2),k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,计算a处
=________。
(2)SNCR-SCR脱硝技术是一种新型的除去烟气中氮氧化物的脱硝技术,一般采用氨气或尿素作还原剂,其基本流程如图:

①SNCR-SCR脱硝技术中用NH3作还原剂还原NO的主要反应为4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g),△H<0,则用尿素【CO(NH2)2】作还原剂还原NO2的化学方程式为______ ______。
②体系温度直接影响SNCR技术的脱硝效率,如图所示:

SNCR与SCR技术相比,SCR技术的反应温度不能太高,其原因是__________;当体系温度约为925℃C时,SNCR脱硝效率最高,其可能的原因是______________。
题目解答
答案
(12分)
(1)① 放热 ②80 648
(2)①4CO(NH2)2+6NO2
4CO2+7N2+8H2O
②温度太高,会降低催化剂活性
低于925℃反应速率较慢,高于925℃不利于脱硝反应正向进行
解析
步骤 1:判断反应的热效应
根据图中c(CO)随温度变化的趋势,当温度升高时,c(CO)增加,说明平衡向逆反应方向移动,因此正反应为放热反应。
步骤 2:计算平衡常数K
在温度T_1时,根据图中c(CO)的值,可以计算出平衡时各物质的浓度,进而计算出平衡常数K。
步骤 3:计算a处的反应速率
根据反应速率公式,将a处的浓度值代入计算出反应速率。
步骤 4:写出尿素还原NO_2的化学方程式
根据NH_3还原NO的反应,可以推导出尿素还原NO_2的化学方程式。
步骤 5:解释SCR技术的反应温度不能太高
SCR技术的反应温度不能太高,因为高温会降低催化剂的活性。
步骤 6:解释SNCR脱硝效率最高的原因
SNCR脱硝效率在925℃时最高,因为此时反应速率较快,且有利于脱硝反应正向进行。
根据图中c(CO)随温度变化的趋势,当温度升高时,c(CO)增加,说明平衡向逆反应方向移动,因此正反应为放热反应。
步骤 2:计算平衡常数K
在温度T_1时,根据图中c(CO)的值,可以计算出平衡时各物质的浓度,进而计算出平衡常数K。
步骤 3:计算a处的反应速率
根据反应速率公式,将a处的浓度值代入计算出反应速率。
步骤 4:写出尿素还原NO_2的化学方程式
根据NH_3还原NO的反应,可以推导出尿素还原NO_2的化学方程式。
步骤 5:解释SCR技术的反应温度不能太高
SCR技术的反应温度不能太高,因为高温会降低催化剂的活性。
步骤 6:解释SNCR脱硝效率最高的原因
SNCR脱硝效率在925℃时最高,因为此时反应速率较快,且有利于脱硝反应正向进行。