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试题内容

氮氧化物(NOx)是电厂主要排放污染物之一。工业上采用氨脱硝处理后排放,原理如下:

①4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)  4N2(g)+6H2O(g)ΔH1=-1632.4 kJ·mol-1

②4NH3(g)+6NO(g)  5N2(g)+6H2O(g)ΔH2a kJ·mol-1

当反应温度过高时,NH3会发生氧化反应:

③4NH3(g)+5O2(g)  4NO(g)+6H2O(g) ΔH3=-902.0 kJ·mol-1

回答下列问题:

(1)有利于提高反应①中NO转化率(脱硝率)的条件是________(填标号)。

A.高温低压  B.低温低压

C.低温高压  D.增大氨气浓度

(2)反应②中的a=________。一定温度下,实验室在2 L密闭容器中加入2 mol NH3、3 mol NO模拟反应②,达到平衡时测得脱硝率为60%,则平衡常数K=________(只列出计算式,不必求出计算结果)。

(3)反应③中,常用的催化剂有Cr2O3和Fe2O3,Cr2O3的催化效率更好一些。下列表示两种催化剂在反应③催化过程中的能量变化示意图合理的是________(填字母序号)。

(4)下图是混合气中O2含量为6%时,不同温度下脱硝率的变化曲线[其中氨氮摩尔比RNSn(NH3)/n(NO)],由图可知:

①氨氮摩尔比对脱硝率的影响规律是______________________________。

②温度在800~950 ℃变化时,脱硝率随温度升高而________,但高于950 ℃后,脱硝率反而下降,一方面是由于平衡移动的影响,另一方面是由于____________________________________________。

答案解析

【答案】

(1)BD (2)-1815.0(3)B(4)①其他影响因素相同时,氨氮摩尔比越大,脱硝率越高 ②增大 温度升高后,氨气的氧化反应开始加快,NO会增多,氨氮摩尔比下降,导致脱硝率会逐步降低

【解析】

(1)正反应放热,降低温度,平衡正向移动,有利于提高反应①中NO转化率;减小压强,平衡正向移动,有利于提高反应①中NO转化率;增大氨气浓度,平衡正向移动,有利于提高反应①中NO转化率,故选BD。

(2)根据盖斯定律,①×5-②×4得4NH3(g)+5O2(g)  4NO(g)+6H2O(g) ΔH3=-902.0 kJ·mol-1,即(-1632.4 kJ·mol-1)×5-4a=-902.0 kJ·mol-1,解得,a=-1815.0 kJ·mol-1

           4NH3(g)+6NO(g)  5N2(g)+6H2O(g)

开始浓度(mol·L-1)   1       1.5        0      0

转化浓度(mol·L-1)   0.6     0.9         0.75   0.9

平衡浓度(mol·L-1)   0.4     0.6         0.75   0.9

(3)已知反应③中,Cr2O3的催化效率更好一些,所以使用Cr2O3活化能更低。反应③放热,故生成物的总能量小于反应物的,B图符合题意。

所属考点

化学反应速率和化学平衡图像解题方法

化学反应速率和化学平衡图像解题方法知识点包括解题技巧、速率变化图像、物质的量(或浓度)—时间图像、转化率(或含量)—温度—压强图像、几种特殊图像等部分,有关化学反应速率和化学平衡图像解题方法的详情如下:解题技巧1.先拐先平在含量(转化率)—时间曲线中,先出现拐点的先达到平衡,说明该曲线反应速率快,表示温度较高、有催化剂、压强较大等。2.定一议二当图像中有三个量

录入时间:2021-03-07 16:18:04
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