Question

【題目】氮氧化物排放是形成臭氧層空洞、酸雨、霧霾的重要成因之一。SCR法是工業(yè)上消除氮氧化物的常用方法，反應(yīng)原理為：4NH3(g)+4NO(g)+O2(g) 4N2(g)+6H2O(g) △H<0

(1)氮氧化物破壞臭氧層原理為：①NO+O3NO2+O2 ②NO2+ONO+O2。常溫下反應(yīng)①的平衡常數(shù)為K1，反應(yīng)②的平衡常數(shù)為K2，則反應(yīng)O3+O2O2的平衡常數(shù)K ＝_______(用K1、K2表示)。氮氧化物在該反應(yīng)中的作用是___________。

(2)SCR法除NO時(shí)，投料比一定時(shí)有利于提高NO平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件是________、________。

(3)其他條件相同，在甲、乙兩種催化劑作用下，NO轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖。

①工業(yè)上選擇催化劑乙的原因是______________；

②在催化劑甲作用下，圖中M點(diǎn)處(對(duì)應(yīng)溫度為210℃)NO的轉(zhuǎn)化率__________(填“可能是”、“一定是”或“一定不是”)該溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率。高于210℃時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是（________）。

A.溫度高于210oC，反應(yīng)放熱，平衡逆移

B.催化劑活性降低

C.溫度高于210oC，發(fā)生了副反應(yīng)

(4)二甲醚(CH3-O-CH3)代替氟利昂作為制冷劑可減少臭氧空洞。若用二甲醚-O2燃料電池作為電源，利用電解法制備納米Cu2O，其裝置如圖所示。

①上述裝置中D電極應(yīng)連接二甲醚燃料電池中通_______(填“CH3-O-CH3”或“O2”)的一極，該電解池中離子交換膜為_____離子交換膜(填“陰”或“陽(yáng)”)。

②該電解池的陽(yáng)極反應(yīng)式為______________。

Answer 1

【答案】K1K2 催化劑 降低溫度 減小壓強(qiáng) 在較大的溫度范圍內(nèi)都具有較高的催化活性(或催化效率等) 一定不是 BC O2 陰 2Cu – 2e- + 2OH-== Cu2O + H2O

【解析】

(1)反應(yīng)O3+O2O2為反應(yīng)①與反應(yīng)②之和，則其平衡常數(shù)K 為K1、K2之積。兩反應(yīng)加和后，氮的氧化物抵消，則氮氧化物在該反應(yīng)中的作用是催化劑。

(2)該反應(yīng)為放熱的體積增大的可逆反應(yīng)，利用平衡移動(dòng)原理，可確定投料比一定時(shí)有利于提高NO平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件。

(3)①工業(yè)上選擇催化劑乙的原因，從催化劑對(duì)溫度的要求及反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率兩個(gè)方面綜合分析；

②催化劑只改變反應(yīng)速率，從而改變反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，但不影響反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，圖中M點(diǎn)處，甲和乙作用下的NO的轉(zhuǎn)化率不同，由此確定該溫度下的轉(zhuǎn)化率的性質(zhì)。結(jié)合溫度對(duì)平衡轉(zhuǎn)化率影響分析。

(4)①上述裝置中D電極上Cu轉(zhuǎn)化為Cu2O，則D電極為陽(yáng)極，連接二甲醚燃料電池中的正極，Cu2O為堿性氧化物，易溶于酸，可確定該電解池中離子交換膜為陽(yáng)膜還是陰膜。

②該電解池的陽(yáng)極，Cu轉(zhuǎn)化為Cu2O。

(1)反應(yīng)O3+O2O2為反應(yīng)①與反應(yīng)②之和，則其平衡常數(shù)K 為K1、K2之積，即K= K1K2。兩反應(yīng)加和后，氮的氧化物抵消，則氮氧化物在該反應(yīng)中的作用是催化劑。答案為：K1K2；催化劑；

(2)該反應(yīng)為放熱的體積增大的可逆反應(yīng)，利用平衡移動(dòng)原理，可確定投料比一定時(shí)有利于提高NO平衡轉(zhuǎn)化率的反應(yīng)條件是降低溫度、減小壓強(qiáng)。答案為：降低溫度；減小壓強(qiáng)；

(3)①工業(yè)上選擇催化劑乙的原因是在較大的溫度范圍內(nèi)都具有較高的催化活性(或催化效率等)；答案為：在較大的溫度范圍內(nèi)都具有較高的催化活性(或催化效率等)；

②催化劑只改變反應(yīng)速率，從而改變反應(yīng)到達(dá)平衡的時(shí)間，但不影響反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率，圖中M點(diǎn)處，甲和乙作用下的NO的轉(zhuǎn)化率不同，由此確定該溫度下的轉(zhuǎn)化率一定不是平衡轉(zhuǎn)化率。答案為：一定不是；

A.溫度高于210oC，兩種催化劑作用下的反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率不等，則未達(dá)平衡，不能由此判斷溫度對(duì)平衡的影響，A不合題意；

B.溫度升高，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率降低，則催化劑活性降低，B符合題意；

C.溫度高于210oC，有可能發(fā)生了副反應(yīng)，C符合題意。答案為：BC；

(4)①上述裝置中D電極上Cu轉(zhuǎn)化為Cu2O，則D電極為陽(yáng)極，連接二甲醚燃料電池中的正極，即為通O2的一極，Cu2O為堿性氧化物，易溶于酸，可確定該電解池中離子交換膜為陰離子交換膜；答案為：O2；陰；

②該電解池的陽(yáng)極，Cu轉(zhuǎn)化為Cu2O，電極反應(yīng)式為2Cu – 2e- + 2OH-== Cu2O + H2O。答案為：2Cu – 2e- + 2OH-== Cu2O + H2O。