Question

【題目】研究碳氧化合物、氮氧化合物、硫氧化合物等大氣污染物的處理對(duì)緩解環(huán)境污染、能源危機(jī)具有重要意義。

(1)SCR(選擇性催化還原)脫硝法是工業(yè)上消除氮氧化物的常用方法，反應(yīng)原理為：4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g)△H＜0。其他條件相同，在甲、乙兩種催化劑作用下，相同時(shí)間時(shí)NO轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖。

①工業(yè)上選擇催化劑__________(填“甲”或“乙”)。

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__________。(寫一條即可)。

(2)某研究小組對(duì)反應(yīng)NO2+SO2SO3+NO△H＜0進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)探究。在固定體積的密閉容器中，使用某種催化劑，改變?cè)�料氣配�?/span>[n(NO2)：n(SO2)]進(jìn)行多組實(shí)驗(yàn)(每次實(shí)驗(yàn)的溫度可能相同，也可能不同)，測(cè)定NO2的平衡轉(zhuǎn)化率[a(NO2)]。部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。

①如果將圖中b點(diǎn)的平衡狀態(tài)改變?yōu)?/span>c點(diǎn)的平衡狀態(tài)，應(yīng)采取的措施是________________。

②圖中a、d兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度分別為T1和T2，則T1_______T2(填“＞”、“＝”或“＜”)。

(3)在酸性電解質(zhì)溶液中，以惰性材料作電極，將CO2轉(zhuǎn)化為丙烯的原理如圖所示。

①太陽能電池的正極為_____(填“a”或“b”)。

②生成丙烯的電極反應(yīng)式是_____________________________。

③當(dāng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L丙烯時(shí)，右側(cè)溶液中質(zhì)量減少____g。

Answer 1

【答案】乙 一定不是 催化劑活性降低、副反應(yīng)增多 升高溫度 ＞ b 3CO2+18H++18e-＝C3H6+6H2O 16.2

【解析】

（1）①圖象中催化劑在低溫下NO轉(zhuǎn)化率大；

②甲催化劑隨溫度升高NO轉(zhuǎn)化率先增大后減小是因?yàn)榇呋瘎┰跍囟雀叩臈l件下催化活性減小；高于210℃時(shí)，NO轉(zhuǎn)化率降低是催化劑活性降低；

（2）①如果要將b點(diǎn)的平衡狀態(tài)改變?yōu)?/span>c點(diǎn)的平衡狀態(tài)，即在不改變物料比的情況下，降低NO2的平衡轉(zhuǎn)化率，考慮溫度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)平衡的影響；

②圖中a、d兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)溫度分別為T1和T2，溫度和平衡常數(shù)有關(guān)，結(jié)合圖中的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算a和d點(diǎn)時(shí)的化學(xué)平衡常數(shù)，據(jù)此判斷兩點(diǎn)溫度；

（3）由示意圖可知，二氧化碳得電子和氫離子反應(yīng)生成丙烯和水，為陰極反應(yīng)，電極方程式為3CO2+18H++18e-＝C3H6+6H2O，則a為負(fù)極，b為正極，陽極生成氧氣。

（1）①圖象中曲線變化可知低溫下乙的催化作用強(qiáng)，工業(yè)上選擇催化劑乙的原因是低溫下有很強(qiáng)的催化活性，故答案為：低溫下有很強(qiáng)的催化活性；

②甲催化劑隨溫度升高NO轉(zhuǎn)化率先增大后減小是因?yàn)榇呋瘎┰跍囟雀叩臈l件下催化活性減小，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)化率降低是催化劑活性降低，副反應(yīng)增多，故答案為：一定不是；催化劑活性降低、副反應(yīng)增多；

（2）①如果要將圖中b點(diǎn)的平衡狀態(tài)改變?yōu)?/span>c點(diǎn)的平衡狀態(tài)，，即在不改變物料比的情況下，降低NO2的平衡轉(zhuǎn)化率，該反應(yīng)為氣體體積不變的放熱反應(yīng)，壓強(qiáng)變化對(duì)化學(xué)平衡不產(chǎn)生影響，減小NO2的平衡轉(zhuǎn)化率，可采取升高溫度的方式，使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，故答案為：升高溫度；

②該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度，使化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，NO2的平衡轉(zhuǎn)化率減小，因NO2的平衡轉(zhuǎn)化率a點(diǎn)高于d點(diǎn)，則T1大于T2，故答案為：＞；

（3）①由示意圖可知，二氧化碳得電子和氫離子反應(yīng)生成丙烯和水，為陰極反應(yīng)，則a為負(fù)極，b為正極，故答案為：b；

②二氧化碳在陰極上得電子和氫離子反應(yīng)生成丙烯和水，則生成丙烯的陰極電極反應(yīng)式為3CO2+18H++18e-＝C3H6+6H2O，故答案為：3CO2+18H++18e-＝C3H6+6H2O；

③陽極上水放電生成氧氣，電極反應(yīng)式為2H2O—4 e-＝O2+4H+↑，2.24L丙烯的物質(zhì)的量為0.1mol，當(dāng)生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下2.24L丙烯時(shí)，二氧化碳得到1.8 mol電子，右側(cè)溶液中減少質(zhì)量為陽極消耗0.9mol H2O的質(zhì)量，0.9mol H2O的質(zhì)量為0.9mol×18g/mol=16.2g，故答案為：16.2g。