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SCR法是工业上消除NOx的常用方法,其原理为:4NH3(g)+4NO(g)[高三][化学]
收录时间:2021-07-03    答题:高三化学(姜老师)

【题目】SCR法是工业上消除NOx的常用方法,其原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) △H<0。

(1)NOx破坏臭氧层原理为:①NO+O3NO2+O2   K1  ②NO2+ONO+O2   K2;则O3+O2O2的K=__________(用K1、K2表示),NOx在该反应中的作用是________

(2)SCR法除NO时,投料比一定时利于提高NO平衡转化率的反应条件是________________。该法可能发生副反应4NH3(g)+5O2(g) 4NO(g)+6H2O(g),减小副反应的主要措施是______________

(3)其他条件相同,在甲、乙两种催化剂作用下,NO转化率与温度的关系如图。

①工业上选择催化剂乙的原因是__________

②在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为210℃)NO的转化率________(填“可能是”、“一定是”或“一定不是”)该温度下的平衡转化率。

(4)消除汽车尾气中的NO时,可用CO(NH2)2还原NO,与SCR法相比,等物质的量的CO(NH2)2与NH3可消除的NO物质的量之比为_________。(不考虑副反应)

 

【答案】  K1·K2  催化剂  降低温度  减小压强  选择合适的催化剂  控制O2用量  低温下有很强的催化活性(或在较大的温度范围内有较高催化活性)  一定不是  3:1

【解析】1已知:①NO+O3NO2+O2   K1 

NO2+ONO+O2   K2

则根据盖斯定律可知①+②即得到O3+O2O2所以该反应的KK1·K2一氧化氮反应生成二氧化氮,二氧化氮反应又生成一氧化氮,说明氮氧化物在该反应中的作用是催化剂的作用;(2)提高NO平衡转化率改变条件使平衡正向进行,由于反应4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H0是放热的体积增加的可逆反应所以可以降低温度、减小压强使平衡正向进行结合化学平衡移动原理分析,需要选择合适的催化剂、控制氧气用量促进4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H0反应进行,避免副反应4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)进行;(3)①图象中曲线变化可知低温下乙的催化作用强,工业上选择催化剂乙的原因是低温下有很强的催化活性;②甲催化剂随温度升高NO转化率先增大后减小是因为催化剂在温度高的条件下催化活性减小,在催化剂甲作用下,图中M点处(对应温度为210℃NO的转化率一定不是该温度下的平衡转化率,高于210℃时,NO转化率降低是催化剂活性降低,副反应增多;(4SCR法是工业上消除氮氧化物的常用方法,反应原理为:4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H0尿素[CO(NH2)2]还原NO,既安全又高效,且产物都是空气中含有的成分,反应的化学方程式为2CO(NH2)2+6NO=5N2+2CO2+4H2O所以等物质的量的尿素与氨气可消除的NO物质的量之比=124=31