Question

【題目】煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NO，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝，回答下列問題：

（1在鼓泡反應(yīng)器中通入含有含有SO2和NO的煙氣，反應(yīng)溫度為323 K，NaClO2溶液濃度為5×103mol·L1。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表；

離子	SO42	SO32	NO3	NO2	Cl
c/（mol·L1）	8.35×104	6.87×106	1.5×104	1.2×105	3.4×103

①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式__________________________。增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率______（填“提高”“不變”或“降低”）。

②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行，吸收劑溶液的pH逐漸______（填“提高”“不變”或“降低”）。

③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，脫硫反應(yīng)速率______脫硝反應(yīng)速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是___________。

（2在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中，SO2和NO的平衡分壓px如圖所示。

①由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均______________（填“增大”“不變”或“減小”）。

②反應(yīng)ClO2+2SO32===2SO42+Cl的平衡常數(shù)K表達(dá)式為___________。

（3）如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。

①從化學(xué)平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的有點(diǎn)是_______。

②已知下列反應(yīng)：

SO2(g)+2OH(aq)==SO32(aq)+H2O(l)ΔH1

ClO(aq)+SO32(aq)===SO42(aq)+Cl(aq)ΔH2

CaSO4(s)==Ca2+(aq)+SO42(aq)ΔH3

則反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ ClO(aq)+2OH(aq)===CaSO4(s)+H2O(l)+Cl(aq)的ΔH=______。

Answer 1

【答案】 2OH-＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋2H2O 提高 降低 大于 NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高 減小 生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行 △H1＋△H2－△H3

【解析】（1）①亞氯酸鈉具有氧化性，則NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式為2OH-＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋2H2O；正反應(yīng)是體積減小的，則增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率提高；②根據(jù)反應(yīng)的方程式2H2O＋ClO2－＋2SO2＝2SO42－＋Cl－＋4H＋、2H2O＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋4H＋可知隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行氫離子濃度增大，吸收劑溶液的pH逐漸降低；③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在相同時(shí)間內(nèi)硫酸根離子的濃度增加的多，因此脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高；（2）①由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，O2和NO的平衡分壓負(fù)對數(shù)減小，這說明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，因此脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均減小；②根據(jù)反應(yīng)的方程式ClO2+2SO32=2SO42+Cl可知平衡常數(shù)K表達(dá)式為；（4）①由于生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，所以Ca(ClO)2效果好；②已知：①SO2（g）+2OH （aq） =SO32 （aq）+H2O（l） ΔH1

②ClO （aq）+SO32 （aq） =SO42 （aq）+Cl （aq） ΔH2

③CaSO4（s）=Ca2+（aq）+SO42（aq） ΔH3

則根據(jù)蓋斯定律可知①＋②－③即得到反應(yīng)SO2（g）+ Ca2+（aq）+ ClO （aq） +2OH （aq） = CaSO4（s） +H2O（l） +Cl （aq）的ΔH=△H1＋△H2－△H3。