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        1. 【題目】煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大氣,采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)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____________

          ②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pc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具有的優(yōu)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=_______。

          【答案】4OH-+3ClO2+4NO=4NO3+3Cl+2H2O 大于 NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高 減小 K = 形成CaSO4沉淀,反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng),SO2轉(zhuǎn)化率提高 H1H2H3

          【解析】

          (1)①亞氯酸鈉具有氧化性,會(huì)將NO氧化成NO3-,且NaClO2溶液呈堿性,據(jù)此分析作答;
          ②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SO2NO在煙氣中的初始濃度不同,還可能是二氧化硫的還原性強(qiáng),易被氧化;
          (2)①由圖分析可知,根據(jù)反應(yīng)3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O,NO的平衡分壓的負(fù)對(duì)數(shù)隨溫度的升高而減小,則說明溫度越高,NO的平衡分壓越大,NO的含量越高,故升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)減;

          ②化學(xué)平衡常數(shù)是指各生成物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計(jì)量數(shù)次冪的乘積所得的比值,根據(jù)平衡常數(shù)的定義列出具體表達(dá)式;

          (3)①如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,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;
          ②根據(jù)蓋斯定律計(jì)算。

          (1)①亞氯酸鈉具有氧化性,NaClO2溶液呈堿性,NaClO2溶液脫硝過程中主要反應(yīng)的離子方程式為:3ClO2-+4NO+4OH-=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,

          故答案為:3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O;提高;

          ②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SO2NO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,

          故答案為:大于;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,根據(jù)反應(yīng)3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O,NO的平衡分壓的負(fù)對(duì)數(shù)隨溫度的升高而減小,則說明溫度越高,NO的平衡分壓越大,NO的含量越高,故升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,平衡常數(shù)減小,故答案為:減小;

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

          故答案為K = ;

          (3)①如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,生成硫酸鈣沉淀,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,

          故答案為:形成CaSO4沉淀,降低硫酸根離子濃度,反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng),SO2轉(zhuǎn)化率提高;

          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

          則根據(jù)蓋斯定律可知①+③即得到反應(yīng)SO2(g)+ Ca2+(aq)+ ClO (aq) +2OH (aq) === CaSO4(s) +H2O(l) +Cl (aq),則H1H2H3,

          故答案為:H1H2H3。

          練習(xí)冊(cè)系列答案
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          B. 試劑①一定不是Na2CO3溶液

          C. 檢驗(yàn) SO42-是否除凈:取少量濾液,加稀鹽酸酸化,再加 BaCl2 溶液

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          A. x=1

          B. 反應(yīng)進(jìn)行到1min時(shí),反應(yīng)體系達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)

          C. 2min后,A的正反應(yīng)速率一定等于C的逆反應(yīng)速率

          D. 2min后,容器中A與B的物質(zhì)的量之比一定為2∶1

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          A. 0~5 min,CO2的平均反應(yīng)速率為0.04 mol·L1·min1

          B. T2時(shí),若反應(yīng)處于狀態(tài)D,則v<v

          C. 反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH<0

          D. T1 ℃、T2時(shí)的平衡常數(shù)分別為K1、K2,則K1>K2

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