Question

5．阅读下面科普短文．
近年来，刚刚告别沙尘暴的北京上空又迎来了又一个“空气杀手”--雾霾，我们能直观的感受到雾霾天气给我们的生活带来的困扰．
柴静的一部纪录片《穹顶之下》更是在近期引发了人们对于“雾霾”形成机理的关注．对于一线城市来说，汽车尾气排放是雾霾天气形成的重要因素之一．科学分析表明，汽车尾气中含有多种污染物，如固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物（NO_x）、铅及硫氧化合物等．目前最有效的汽车尾气治理方法是在发动机排气系统中加装催化转化器，其基本原理是通过催化剂的作用和一系列的氧化还原反应，使CO、NO_x、碳氢化合物转化为对人体无害的二氧化碳（CO₂）、氮气（N₂）和水蒸气（H₂O），该催化剂能同时对汽车尾气中的CO、NO_x、碳氢化合物三种有害物起催化净化作用，因此这种催化剂被称为三效催化剂（TWC）．
TWC通常是以贵金属铂、铑、钯为活性组分，通过浸渍的方法分散在大比表面积的γ-Al₂O₃活性涂层上，并将γ-Al₂O₃涂附在熔点达1350℃的堇青石载体上制成．
依据文章内容，回答下列问题：
（1）三效催化剂主要由三部分组成，分别是活性组分、活性涂层、载体．
（2）三效催化剂的成分之一堇青石的物理性质：熔点1350℃．
（3）在三效催化剂发挥作用的一系列氧化还原反应中，有一步反应是：在催化剂的作用下，CO和NO反应生成CO₂和N₂，请写出该反应的化学方程式2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N₂+2CO₂．
（4）三效催化剂以γ-Al₂O₃活性涂层为活性组分的载体的原因是表面积大．
（5）科学家一直积极致力于开发新型的活性组分，如采用Mn、Fe、Cu等过渡金属为主要活性组分来取代贵金属，你认为该研发方向的优势是降低成本，易于工业化，便于推广．

Answer 1

分析 （1）根据图示内容分析三效催化剂的组成；
（2）堇青石的熔点高达1350℃；
（3）根据信息：在催化剂的作用下，CO和NO反应生成CO₂和N₂，写出反应的方程式；
（4）根据题目提供的信息分析；
（5）使用Mn、Fe、Cu等过渡金属，可降低成本，易于工业化，便于推广．

解答 解：（1）通过图示可知三效催化剂的组成是活性组分、活性涂层、载体．
（2）堇青石的熔点达1350℃，属于物理性质．
（3）一氧化碳与一氧化氮在催化剂的作用下反应生成氮气和二氧化碳，该反应的化学方程式为：2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N₂+2CO₂．
（4）TWC通常是以贵金属铂、铑、钯为活性组分，通过浸渍的方法分散在大表面积的γ-Al₂O₃活性涂层上．所以三效催化剂以γ-Al₂O₃活性涂层为活性组分的载体的原因是表面积大；
（5）使用Mn、Fe、Cu等过渡金属，可降低成本，易于工业化，便于推广，而且贵重金属的毒性较大．
故答案为：
（1）活性组分、活性涂层、载体；     
（2）熔点1350℃（熔点高也可）；
（3）2CO+2NO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N₂+2CO₂；
（4）表面积大；
（5）降低成本，易于工业化，便于推广．

点评 利用所学的知识和题目提供的信息进行分析解答，灵活运用所学知识．