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緩解環境污染、能源危機具有重要意義。

(1)SCR(選擇性催化還原)脫硝法是工業上消除氮氧化物的常用方法，反應原理為：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，相同時間時NO轉化率與溫度的關系如圖。

①工業上選擇催化劑__________(填“甲”或“乙”)。

②在催化劑甲作用下，圖中M點處(對應溫度為210℃)NO的轉化率______(填“可能是”、“一定是”或“一定不是”)該溫度下的平衡轉化率。高于210℃時，NO轉化率降低的原因可能是__________。(寫一條即可)。

(2)某研究小組對反應NO2+SO2SO3+NO△H＜0進行相關實驗探究。在固定體積的密閉容器中，使用某種催化劑，改變原料氣配比[n(NO2)：n(SO2)]進行多組實驗(每次實驗的溫度可能相同，也可能不同)，測定NO2的平衡轉化率[a(NO2)]。部分實驗結果如圖所示。

①如果將圖中b點的平衡狀態改變為c點的平衡狀態，應采取的措施是________________。

②圖中a、d兩點對應的實驗溫度分別為T1和T2，則T1_______T2(填“＞”、“＝”或“＜”)。

(3)在酸性電解質溶液中，以惰性材料作電極，將CO2轉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式是_____________________________。

③當生成標準狀況下2.24L丙烯時，右側溶液中質量減少____g。

Answer 1

【答案】乙 一定不是 催化劑活性降低、副反應增多 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轉化率大；

②甲催化劑隨溫度升高NO轉化率先增大后減小是因為催化劑在溫度高的條件下催化活性減小；高于210℃時，NO轉化率降低是催化劑活性降低；

（2）①如果要將b點的平衡狀態改變為c點的平衡狀態，即在不改變物料比的情況下，降低NO2的平衡轉化率，考慮溫度和壓強對化學平衡的影響；

②圖中a、d兩點對應的實驗溫度分別為T1和T2，溫度和平衡常數有關，結合圖中的數據，分別計算a和d點時的化學平衡常數，據此判斷兩點溫度；

（3）由示意圖可知，二氧化碳得電子和氫離子反應生成丙烯和水，為陰極反應，電極方程式為3CO2+18H++18e-＝C3H6+6H2O，則a為負極，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，工業上選擇催化劑乙的原因是低溫下有很強的催化活性，故答案為：低溫下有很強的催化活性；

②甲催化劑隨溫度升高NO轉化率先增大后減小是因為催化劑在溫度高的條件下催化活性減小，在催化劑甲作用下，圖中M點處（對應溫度為210℃）NO的轉化率一定不是該溫度下的平衡轉化率，高于210℃時，NO轉化率降低是催化劑活性降低，副反應增多，故答案為：一定不是；催化劑活性降低、副反應增多；

（2）①如果要將圖中b點的平衡狀態改變為c點的平衡狀態，，即在不改變物料比的情況下，降低NO2的平衡轉化率，該反應為氣體體積不變的放熱反應，壓強變化對化學平衡不產生影響，減小NO2的平衡轉化率，可采取升高溫度的方式，使化學平衡向正反應方向移動，故答案為：升高溫度；

②該反應為放熱反應，升高溫度，使化學平衡向正反應方向移動，NO2的平衡轉化率減小，因NO2的平衡轉化率a點高于d點，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生成丙烯和水，為陰極反應，則a為負極，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生成丙烯和水，則生成丙烯的陰極電極反應式為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，電極反應式為2H2O—4 e-＝O2+4H+↑，2.24L丙烯的物質的量為0.1mol，當生成標準狀況下2.24L丙烯時，二氧化碳得到1.8 mol電子，右側溶液中減少質量為陽極消耗0.9mol H2O的質量，0.9mol H2O的質量為0.9mol×18g/mol=16.2g，故答案為：16.2g。