Question

【題目】SO2和氮氧化物的轉(zhuǎn)化和綜合利用既有利于節(jié)約資源，又有利于保護(hù)環(huán)境。

(1)H2還原法是處理燃煤煙氣中SO2的方法之一。已知：

2H2S(g)+SO2(g)＝3S(s)+2H2O(l) ΔH=a kJ·mol—1

H2S(g)＝H2(g)+S(s) ΔH=b kJ·mol—1

H2O(l)＝H2O(g) ΔH=c kJ·mol—1

寫出SO2(g)和H2(g)反應(yīng)生成S(s)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式：____________。

(2)SO2經(jīng)過凈化后與空氣混合進(jìn)行催化氧化可制取硫酸，其中SO2發(fā)生催化氧化的反應(yīng)為：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)。若在T1℃、0.1 MPa條件下，往一密閉容器通入SO2和O2［其中n(SO2) ∶n(O2)＝2∶1］，測得容器內(nèi)總壓強(qiáng)與反應(yīng)時(shí)間如圖所示。

①圖中A點(diǎn)時(shí)，SO2的轉(zhuǎn)化率為____________。

②在其他條件不變的情況下，測得T2℃時(shí)壓強(qiáng)的變化曲線如圖所示，則C點(diǎn)的正反應(yīng)速率vc(正)與A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率vA(逆)的大小關(guān)系為vc(正)______vA(逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）。

③圖中B點(diǎn)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp＝_______________（用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算，分壓＝總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）。

(3)利用脫氮菌可凈化低濃度NO廢氣。當(dāng)廢氣在塔內(nèi)停留時(shí)間均為90s的情況下，測得不同條件下NO的脫氮率如圖Ⅰ、Ⅱ所示。

①由圖I知，當(dāng)廢氣中的NO含量增加時(shí)，宜選用_________法提高脫氮效率。

②圖Ⅱ中，循環(huán)吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脫氮的效率，其可能原因?yàn)?/span>____________。

⑷研究表明：NaClO2/H2O2酸性復(fù)合吸收劑可同時(shí)有效脫硫、脫硝。圖Ⅲ所示為復(fù)合吸收劑組成一定時(shí)，溫度對脫硫脫硝的影響。

①寫出廢氣中的SO2與NaClO2反應(yīng)的離子方程式：____________________________。

②溫度高于60℃后，NO去除率隨溫度升高而下降的原因?yàn)?/span>_____________________。

Answer 1

【答案】 SO2(g+2H2(g)=S(s)+2H2O(g) ΔH=(a -2b+2c) kJ·mol—1 45% ＞ 24300 (MPa)－1 好氧硝化 Fe2+、Mn2+對該反應(yīng)有催化作用 2H2O+ClO－2+2SO2=Cl—+2SO42-+4H+ 溫度升高，H2O2分解速率加快

【解析】(1)已知：①2H2S(g)+SO2(g)＝3S(s)+2H2O(l) ΔH1=a kJ·mol—1

②H2S(g)＝H2(g)+S(s) ΔH2=b kJ·mol—1

③H2O(l)＝H2O(g) ΔH3=c kJ·mol—1

根據(jù)蓋斯定律，由①-②×2+③×2得反應(yīng)SO2(g+2H2(g)=S(s)+2H2O(g) ΔH=ΔH1-2ΔH2+2ΔH3==(a -2b+2c) kJ·mol—1；

（2）①依據(jù)化學(xué)三行列式計(jì)算，設(shè)氧氣消耗物質(zhì)的量為x，

2SO2（g）+ O2（g）2SO3

起始量（mol） 2a a 0

變化量（mol） 2x x 2x

平衡量（mol）2a﹣2x a﹣x 2x

圖中A點(diǎn)時(shí)，氣體物質(zhì)的量0.085，則 = ，x=0.45a，SO2的轉(zhuǎn)化率=×100%=45%；②圖象分析可知，C點(diǎn)是平衡狀態(tài)，A點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡狀態(tài)，其中C點(diǎn)的正反應(yīng)速率vC（正）與A點(diǎn)的逆反應(yīng)速率vA（逆）的大小關(guān)系為vC（正）＞vA（逆）；

③③圖中B點(diǎn)，依據(jù)化學(xué)三行列式計(jì)算，設(shè)氧氣消耗物質(zhì)的量為y，

2SO2（g）+O2（g）2SO3

起始量（mol） 2a a 0

變化量（mol） 2y y 2y

平衡量（mol）2a﹣2y a﹣y 2y

B點(diǎn)氣體物質(zhì)的量為 0.007，則= ，y=0.9a，平衡常數(shù)K==24300（MPa）﹣1；

(3)①由圖I知，當(dāng)廢氣中的NO含量增加時(shí)，脫氮率較高的是好氧硝化法，故宜選用好氧硝化法提高脫氮效率；②圖Ⅱ中，F(xiàn)e2+、Mn2+對該反應(yīng)有催化作用，循環(huán)吸收液加入Fe2+、Mn2+提高了脫氮的效率；⑷①廢氣中的SO2與NaClO2反應(yīng)生成硫酸鈉和鹽酸，其離子方程式為：2H2O+ClO－+2SO2=Cl—+2SO42-+4H+；②溫度高于60℃后，溫度升高，H2O2分解速率加快，NO去除率隨溫度升高而下降。