Question

火力發(fā)電廠在發(fā)電過(guò)程中會(huì)釋放大量的

SO₂，CO，NO而造成污染，對(duì)燃煤煙氣進(jìn)行脫硫、脫碳、脫硝等處理，以實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用的目的．

（1）脫硫．

①用采用活性炭吸附含SO₂廢氣，2SO₂+O_2⇌2SO₃

某研究小組研究燃煤煙氣流速、溫度、水蒸氣含量等因素對(duì)SO₂吸收效率的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如左圖所示．

A 水蒸氣含量10%，燃煤煙氣流速0.01L/s

B 水蒸氣含量5%，燃煤煙氣流速0.01L/s

C水蒸氣含量5%，燃煤煙氣流速0.025L/s

根據(jù)左圖所示，要提高燃煤煙氣中SO₂的吸收效率，煙氣流速應(yīng)選擇　　L/s，溫度應(yīng)選擇　　（填“高溫”或“低溫”），應(yīng)該　　水蒸氣含量（填“提高”或“降低”）

②用惰性電極電解SO₂水溶液：H₂SO₃O₂↑+S↓+H₂O

裝置如右圖所示，S單質(zhì)將在　　極得到（填“a”或“b”）

該電極的電極反應(yīng)式　　

不考慮溶液體積的變化，電解槽右池的pH將　　

（填“上升”、“降低”或“不變”）

物質(zhì)	CO	H2O	HCOOH
濃度/mol•L﹣1	0.5	1.5	0.5

（2）脫碳．將CO轉(zhuǎn)化為甲酸HCOOH的反應(yīng)為CO（g）+H₂O（g）⇌HCOOH （g），某溫度下的平衡常數(shù)為1.5．此溫度下，密閉容器中加入CO（g）與H₂O（g），某時(shí)刻測(cè)得各組分的濃度如右表：

反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式　K=　；比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大小：v_正　　 v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．到達(dá)平衡時(shí)H₂O的平衡轉(zhuǎn)化率為　　．

（3）脫硝．①煙氣聯(lián)合脫硝脫硫，可以有效提高可以顯著提高SO₂吸收效率，其主要原因在于NO對(duì)2SO₂+O_2⇌2SO₃起催化作用，試用化學(xué)方程式表示該過(guò)程（提示：催化劑參與反應(yīng)，但是質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有改變）　　、　　（不必配平）

②可以利用煙氣中CO作為還原劑，催化還原NO，同步脫硝脫碳，

CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）△H=﹣283.0kJ•mol^﹣1；N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=182.6kJ•mol^﹣1

NO與CO反應(yīng)得到無(wú)污染產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式為　　．

Answer 1

考點(diǎn)：

化學(xué)平衡的影響因素；熱化學(xué)方程式；化學(xué)平衡建立的過(guò)程；化學(xué)平衡常數(shù)的含義．

專題：

基本概念與基本理論．

分析：

（1）①?gòu)膱D象分析，煙速流量越大，二氧化硫吸收率越低，溫度越高，吸收率越低，水蒸氣含量越大，吸收率越高，據(jù)此分析；

②依據(jù)電池反應(yīng)陽(yáng)極上是氫氧根離子失電子生成氧氣的反應(yīng)，b為陽(yáng)極，a為陰極，亞硫酸在陰極被還原為硫單質(zhì)；用總反應(yīng)方程式減去陽(yáng)極反應(yīng)式可得陰極反應(yīng)式；

（2）化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=，不列入固態(tài)和純液體物質(zhì)；Qc＜K時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行，反之逆向進(jìn)行；平衡轉(zhuǎn)化率利用三段式法計(jì)算；

（3）①NO做催化劑參與反應(yīng)，首先被氧化為NO₂，NO₂在氧化SO₂成SO₃；

②利用蓋斯定律解答．

解答：

解：（1）①?gòu)膱D象分析，煙速流量越大，二氧化硫吸收率越低，溫度越高，吸收率越低，水蒸氣含量越大，吸收率越高，所以選擇：煙速流量小、溫度低、水蒸氣含量高的環(huán)境，故答案為：0.01；低溫；提高；

②依據(jù)電池反應(yīng)陽(yáng)極上是氫氧根離子失電子生成氧氣的反應(yīng)，電極反應(yīng)式為：4OH^﹣﹣4e﹣=2H₂O+O₂↑b為陽(yáng)極，a為陰極，亞硫酸在陰極被還原為硫單質(zhì)；用總反應(yīng)方程式減去陽(yáng)極反應(yīng)式可得陰極反應(yīng)式為：4e﹣+H₂O+H₂SO₃=S↓+4OH^﹣，右池pH升高，故答案為：a；4e﹣+H₂O+H₂SO₃=S↓+4OH^﹣；上升；

（2）反應(yīng)CO（g）+H₂O（g）⇌HCOOH （g）的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=；

Qc=0.50.5×1.5=0.67＜K=1.5，反應(yīng)正向進(jìn)行，v（正）＞v（逆）；

               CO（g）+H₂O（g）⇌HCOOH （g）

反應(yīng)前（mol/L） 0.5    1.5       0.5

反應(yīng)了（mol/L）  x      x         x

平衡后（mol/L）0.5﹣x  1.5﹣x     0.5+x

K==1.5，解得：x=0.25mol/L，加入水蒸氣的濃度為：（1.5+0.5）mol/L=2.0mol/L，反應(yīng)的水蒸氣濃度為：0.25mol/L+0.5mol/L=0.75mol/L，所以水蒸氣的平衡轉(zhuǎn)化率為：=37.5%，

故答案為：K=；v（正）＞v（逆）；37.5%；

（3）①NO做催化劑參與反應(yīng)，首先被氧化為NO₂，NO₂在氧化SO₂成SO₃，化學(xué)方程式為2NO+O₂=2NO₂，NO₂+SO₂=SO₃+NO，

故答案為：2NO+O₂=2NO₂；NO₂+SO₂=SO₃+NO；

②已知①CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）△H=﹣283.0kJ•mol^﹣1；②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=182.6kJ•mol^﹣1

據(jù)蓋斯定律，①×2﹣②得：2CO（g）+2NO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△=﹣748.6KJ/mol，

故答案為：2CO（g）+2NO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△=﹣748.6KJ/mol．

點(diǎn)評(píng)：

本題考查了影響化學(xué)平衡移動(dòng)的條件、電解原理、化學(xué)平衡常數(shù)及濃度熵、熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)，考查全面，有一定難度．