NOx、CO 都是常见的空气污染物,研究它们的处理方法对环境保护有重要的意义。
(1)用催化剂将NO和CO转化为N
2和CO
2是处理尾气的重要方式之一。在298K,101kPa时,相关反应如下:
I:2NO(g)+2CO(g)

2CO
2(g)+N
2(g) △H
1= -751 kJ·mol
-1,△S=-197.5J·mol
-1K
-1Ⅱ:4NO(g)

N
2O(g)+O
2(g)
Ⅲ:2CO(g)+O
2(g)

2CO
2(g)
请回答:
①反应I在298K时能否自发进行
_______(填“能”或者“否”)。
②目前汽车排气管内部装有三元催化器,尾气中反应物或生成物浓度随温度变化如图2、图3 所示。
请选择使用三元催化剂的最佳温度
______________,并说明理由
___________________________。
③为探究温度对催化剂催化效果的影响,将固定比例 NO、CO 混合气体,以一定流速通过三元催化剂排气管,相同时间内测量尾气中 NO 的含量,得到脱氮率随温度变化如图所示,已知图中 BC 段为平衡状态,且平衡脱氮率为 m-n×10
-4T
2,100℃≤T≤1000℃,m、n 为常数。下列说法不正确的是
_______。
A.平衡脱氮率 m-n×10
-4T
2表达式中:m=0.69,n=2.5×10
-3B.CD 段处于平衡状态,因反应 I 正向放热,升温平衡逆向移动,故脱氮率降低
C.D 点平衡脱氮率为 44%
D.BA 段因温度下降,催化剂活性降低,故平衡脱氮率下降
(2)工业上也可用 CH
4在催化剂作用下还原 NO 消除污染,其反应为CH
4(g)+4NO(g)

2N
2(g)+CO
2(g)+2H
2O(g) △H<0。相同时间测得 NO 的转化率随反应温度变化的情况如图所示。请在图中画出其他条件不变,增大压强(催化剂未失活)情况下,NO 的转化率随温度变化的图像
_______。
(3)一种焦炭催化 CO 还原 NO 反应的历程如下,请补充完整相关基元反应(“*”表示吸附态):
A.NO

NO*
B.2NO*

ON-NO*
C.
___________ D.ON-NO-CO*

ON-N*+CO
2E.
___________