11．(2017·广州一模)(16分)氮氧化物排放是形成臭氧层空洞、酸雨、雾霾的重要成因之一。SCR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) ΔH＜0
NO2＋O2；②NO2＋
(1)氮氧化物破坏臭氧层原理为①NO＋O3
O
NO＋O2。
常温下反应①的平衡常数为K1，反应②的平衡常数为K2，则反应O3＋O
2O2的平衡常数K＝________(用K1、K2表示)。氮氧化物在该反应中的作
用是______________________。
(2)SCR法除NO时，投料比一定时有利于提高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)，减少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。高于210℃时，NO转化率降低的原因可能是____________________。
(4)消除汽车尾气中的NO时，可用尿素[(NH2)2CO]还原NO，既安全又高效，且产物都是空气中含有的成分。与SCR法相比，等物质的量的尿素与氨气可消除的NO物质的量之比为________(不考虑副反应)。
解析：(1)由化学方程式①和②可知，此反应可由①＋②得到，则此反应的平衡常数为K＝K1·K2；氮氧化物在反应前后的化学性质和质量均未发生改变，改变了此反应的反应速率，起到催化作用。
(2)由反应原理可知，SCR法除去NO时反应为放热反应，而且为气体分子数目增大的反应，所以降低温度、减小压强均可以使反应物的转化率增大；根据副反应的方程式可知，副反应消耗的O2更多，所以控制O2的用量以及选择抑制副反应发生的催化剂，可以减少副反应的发生。
(3)①由图可知，与乙催化剂相比，甲催化剂的催化效率和催化温度区间均比较小，选用乙催化剂是因为其在较大的温度范围内有较高的催化活性。
②由图可知，当温度相同时，平衡转化率一定，所以此反应的平衡转化率一定大于或者等于相同温度下乙催化剂的转化率，故M点的NO转化率一定不是平衡转化率；210℃之后，甲催化剂催化下，NO转化率降低，可能是由于温度过高，甲催化剂的选择性降低，副反应增多。
(4)由题意知，尿素与NO反应的化学方程式为2(NH2)2CO＋6NO===5N2＋4H2O＋2CO2，根据反应原理可知，NH3与NO反应为1∶1反应，而尿素与NO反应为1∶3反应，则等物质的量的尿素与氨气可消除的NO物质的量之比为3∶1。
答案：(1)K1·K2 催化剂 (2)降低温度 减小压强 选择合适的催化剂 控制O2用量 (3)①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) ②一定不是 催化剂活性降低、副反应增多(任写一个)
(4)3∶1
相关推荐：
loading