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解答题-原理综合题 较难0.4 引用5 组卷1067
NO的治理是当前生态环境保护中的重要课题之一。
I.电化学技术
(1)利用固体氧化物电解池可将NO直接转化为N2,实际应用中常将若干个电化学还原器结构单元组装在一起,形成电堆,以提高NO的去除效率。

①纽扣式电化学还原器结构单元(其装置如图1所示)可叠加组装成电堆使用。电解时,阴极发生的电极反应式为_______
②长管式电化学还原器结构单元(其剖面结构如图2所示)采用阴极微孔管作支撑,在管内外壁各设置一个对称的阳极微孔管,阴阳极管壁之间填充有固体氧化物电解质,使用时常将该结构单元组装成蜂窝状电堆。当电堆体积一定时,相比于纽扣式反应器,长管式反应器的优点是_______
II.NH3-SCR技术
(2)Cu基催化剂是NH3-SCR技术脱除NO中性能较为优异的新型催化剂,但烟气中的SO2会造成Cu基催化剂的催化性能下降。加入CeO2(基态Ce原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2)可抑制SO2对Cu基催化剂的影响,其作用机理如图3所示(含Ce化合物的比例系数均未标定)。

①从整个反应机理来看,总反应中起还原作用的物质是_______(填化学式)。
②在上述反应机理图中,CemOn的化学式为_______
(3)将3%NO、6%NH3、21%O2和70%N2的混合气体(N2为平衡气)以一定流速通过装有Cu基催化剂的反应器,NO去除率随反应温度的变化曲线如图4所示。

①在150-225°C范围内,NO去除率随温度的升高而迅速上升的原因是_______
②燃煤烟气中伴有一定浓度的HCl气体,它会造成NO去除率下降,其原因可能是_______
2022·江苏·一模
知识点:活化能及其对反应速率的影响催化剂对化学反应速率的影响电解原理的应用 答案解析 【答案】很抱歉,登录后才可免费查看答案和解析!
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甲烷是重要的资源,通过下列过程可实现由甲烷到氢气的转化。

(1)500℃时,CH4与H2O重整主要发生下列反应:
CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)
CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)
已知CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s) ΔH=-178.8kJ·mol-1。向重整反应体系中加入适量多孔CaO,其优点是___
(2)CH4与CO2重整的主要反应的热化学方程式为
反应I:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=246.5kJ·mol-1
反应II:H2(g)+CO2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH=41.2kJ·mol-1
反应III:2CO(g)=CO2(g)+C(s) ΔH=-172.5kJ·mol-1
①在CH4与CO2重整体系中通入适量H2O(g),可减少C(s)的生成,反应3CH4(g)+CO2(g)+2H2O(g)=4CO(g)+8H2(g)的ΔH=___
②1.01×105Pa下,将n起始(CO2):n起始(CH4)=1:1的混合气体置于密闭容器中,不同温度下重整体系中CH4和CO2的平衡转化率如图1所示。800℃下CO2平衡转化率远大于600℃下CO2平衡转化率,其原因是___

(3)利用铜—铈氧化物(xCuO·yCeO2,Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO,催化氧化过程中Cu、Ce的化合价均发生变化,可能机理如图2所示。将n(CO):n(O2):n(H2):n(N2)=1:1:49:49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器,CO的转化率随温度变化的曲线如图3所示。

①Ce基态原子核外电子排布式为[Xe]4f15d16s2,图2所示机理的步骤(i)中,元素Cu、Ce化合价发生的变化为___
②当催化氧化温度超过150℃时,催化剂的催化活性下降,其可能原因是___

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