Question

【題目】十九大報告指出我國最近幾年的PM2.5下降很多。有一方面歸功于汽車尾氣管中加裝催化劑，它可有效降低CO、NOx及碳氧化合物的排放。回答下列問題：

（1）引發光化學污染的氣體是__________

（2）以NO為例，已知:

①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH1

②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2

③N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH3

④2NO(g)+2H2(g)=2H2O(g)+N2(g) ΔH4=-664.14 kJ/mol

⑤2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH5=-746.48 kJ/mol

①②③④反應熱效應之間的關系式為ΔH4=_______;有利于提高NO轉化率的反應條件是_____;

在尾氣處理過程中防止NO與H2反應生成NH3,提高其反應選擇性的關鍵因素是________.

（3）研究表明不同負載鈀量催化劑對汽車尾氣處理結果如圖所示，

根據圖1和圖2可知催化劑最佳負載鈀的量為______；當負載鈀的量過大時，三種尾氣的轉化率反面下降的原因是___________。

（4）向2L密閉容器中加入2molCO、4molH2，在適當的催化劑作用下，發生反應：2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(1)+H2O(1) ΔH=+71KJ/mol。下列敘述能說明此反應達到平衡狀態的是_________(填序號)。

a.混合氣體的平均相對分子質量保持不變 b.CO和H2的轉化率相等

c.CO和H2的體積分數保持不變 d.混合氣體的密度保持不變

e.1molCO生成的同時有1molO-H鍵生成

（5）以連二硫酸根(S2O42-)為媒介，使用間接電化學法也可處理燃煤煙氣中的NO，裝置如圖所示:

①陰極區的電極反應式為__________

②NO吸收轉化后的主要產物為NH4+,若通電時電路中轉移了0.3mole-,則此通電過程中理論上吸收的NO在標準狀況下的體積為_______mL.

Answer 1

【答案】NOx和碳氫化合物(HC) 2ΔH1+ΔH2-ΔH3 降低溫度、增大壓強 找到合適的催化劑 2g/L 鈀的負載量過大時在高溫下可能使鈀顆粒燒結，致使催化劑活性降低 de 2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O 1344

【解析】

試題（1）氮氧化合物、碳氫化合物是引發光化學污染的氣體；（2）根據蓋斯定律計算ΔH4；平衡正向移動有利于提高NO轉化率；催化劑具有選擇性；（3）轉化率越高越好；（4）根據平衡標志分析；（5）①陰極得電子發生還原反應，SO32-失電子生成S2O42-；NO得電子生成NH4+，根據電子守恒計算NO在標準狀況下的體積；

解析：引發光化學污染的氣體是NOx和碳氫化合物；

（2）①H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH1 ②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH2 ③N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH3 ；根據蓋斯定律①②-③得2NO(g)+2H2(g)=2H2O(g)+N2(g) ΔH4= 2ΔH1+ΔH2-ΔH3；反應④⑤放熱，降低溫度平衡正向移動，增大壓強平衡正向移動，有利于提高NO轉化率的條件是降低溫度、增大壓強；催化劑具有選擇性，所以防止NO與H2反應生成NH3,提高其反應選擇性的關鍵因素是選擇合適的催化劑；（3）根據圖示，負載鈀的量為2g/L，轉化率最高；鈀的負款量過大時在高溫下可能使鈀顆粒燒結，致使催化劑活性降低；（4）設CO 的變化量是xmol，則H2 的變化量是2xmol； a.根據化學方程式，CO、H2的體積比始終是(2-2x)：(4-4x)=1:2，混合氣體的平均相對分子質量是恒量，混合氣體的平均相對分子質量保持不變不一定平衡，故a錯誤； b.CO的轉化率是 ，H2的轉化率 ，CO和H2的轉化率始終相等，故B錯誤； c.CO的體積分數是，H2的體積分數是， CO和H2的體積分數始終保持不變 ，故c錯誤； d.根據，混合氣體的密度保持不變，說明氣體質量保持不變，一定達到平衡狀態，故d正確； e.1molCO生成的同時有1molO-H鍵生成，說明 ，一定達到平衡狀態，故e正確；（5）①陰極SO32-失電子生成S2O42-，電極反應為2SO32-+4H++2e-=S2O42-+2H2O；設NO的體積為xL，NO得電子生成NH4+，根據電子守恒 ，x=1.344L=1344mL。