尾气的成分及其危害

燃油车尾气产生的化学原理：

燃油（包括汽油、柴油等）的主要成分为烃，包括烷烃、烯烃、环烷烃、芳香烃等，它们在发动机中燃烧的化学原理为（以辛烷为例）：

理论上，燃油完全燃烧的产物是二氧化碳和水，但如果燃烧不充分，则会产生一氧化碳或碳。发动机在高温下工作时，空气中的氮气和氧气还会发生反应：这是尾气中氮氧化物的来源。

从上面的原理可知，影响燃油车尾气的主要因素有空燃比、发动机的工作温度等。

空燃比与化学当量比：影响发动机尾气的最主要因素是混合气的空燃比。这种空气和燃料的比例称为化学当量比。

发动机的温度：发动机的工作温度应保持在80～90 ℃范围内，温度过高、过低均会对汽油的燃烧过程产生不利影响。

汽车尾气中有害物质的危害：

汽车尾气最主要的危害是形成光化学烟雾。汽车尾气中一氧化碳的含量较高，可引起CO中毒。尾气中的颗粒物参与雾霾的形成。

尾气的主要治理方法

我国汽车尾气的排放标准：

2016年12月23日，环境保护部、国家质检总局发布《轻型汽车污染物排放限值及测量方法(中国第六阶段)》，自2020年7月1日起实施。国六b将会在2023年7月1日实施。

利用三元催化对汽车尾气进行转化：

其主要化学原理是利用CO的还原性和NO的氧化性，在催化剂的作用下发生氧化还原反应，生成无污染的氮气和二氧化碳。

三元催化转化器由一个金属外壳、一个网底架和一个催化层(含有铂、铑等贵重金属作催化剂)组成，可除去碳氢化合物、CO和NOx三种主要污染物质的90%(所谓三元是指除去这三种化合物时所发生的化学反应)。

柴油车尾气治理一般采用选择性催化还原(SCR) 技术：

选择性催化还原技术(SCR)是针对柴油车尾气排放中NOx的一项处理工艺，即在催化剂的作用下，喷入还原剂氨或尿素，把尾气中的NOx还原成N2。

1．(2022·济南高二检测)治理汽车尾气中NO和CO污染的一种方法是将其转化为无害的CO2和N2，反应原理为2NO(g)＋2CO(g) = 2CO2(g)＋N2(g)　ΔH<0。某研究小组在三个容积均为5 L的恒容密闭容器中，分别充入0.4 mol NO和0.4 mol CO，在三种不同实验条件下进行上述反应(体系各自保持温度不变)，反应体系总压强随时间的变化如图所示。

(1)实验Ⅱ从开始至达到平衡时的平均反应速率v(NO)＝________________。

(2)与实验Ⅱ相比，实验Ⅰ和实验Ⅲ分别仅改变一种反应条件，所改变的条件和判断的理由分别为

实验Ⅰ：
______________________________。

实验Ⅲ：
______________________________。

(3)三组实验中CO的平衡转化率αⅠ(CO)、αⅡ(CO)和αⅢ(CO)的大小关系为________________。

(4)实验Ⅲ的平衡常数K＝________________。

答案：

(1)1.75×

(2)升高温度，达到平衡的时间比实验Ⅱ短，且起始压强增大　加催化剂，达到平衡的时间比实验Ⅱ短，平衡没有移动　

(3)αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)>αⅠ(CO)　

(4)17 150

分析：结合信息看图像，横坐标代表时间，纵坐标代表压强。将曲线1与2比较，压强大反应速率快，先达到平衡，相对来说曲线1转化率下降，这是升高了温度；将曲线2和3比较，平衡状态相同，但3的反应快先平衡，说明这是使用了催化剂。

化学平衡中三等式的计算、反应速率的计算、化学平衡移动原理、平衡常数的计算，都是很重要的基础知识，要掌握。

答案解析：(1)设参加反应的NO为x mol，则：

恒温恒容条件下，压强之比等于物质的量之比，则(0.4＋0.4)∶(0.4－x＋0.4－x＋x＋0.5x)＝320∶250，解得x＝0.35，故v(NO)＝。

(3)实验Ⅱ、Ⅲ相比平衡不移动，故CO的平衡转化率不变，即αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)，实验Ⅰ、Ⅱ相比，实验Ⅰ温度较高，正反应为放热反应，平衡向逆反应方向移动，CO的平衡转化率减小，即αⅠ(CO)<αⅡ(CO)，故αⅡ(CO)＝αⅢ(CO)>αⅠ(CO)。

(4)结合(1)中计算可以知道平衡时：c(NO)＝0.01 mol/L，c(CO)＝0.01 mol/L，c(CO2)＝0.07 mol/L，c(N2)＝0.035 molL，实验Ⅲ的平衡常数K＝17 150。