Question

【題目】煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，大量排放煙氣形成酸雨、污染大氣，因此對煙氣進行脫硫、脫硝，對環境保護有重要意義。回答下列問題：

Ⅰ.利用CO脫硫

(1)工業生產可利用CO氣體從燃煤煙氣中脫硫，則25℃時CO從燃煤煙氣中脫硫的熱化學方程式2CO(g)＋SO2(g)2CO2(g)＋S(s)的焓變△H＝_____________。25℃，100kPa時，由元素最穩定的單質生成1mol純化合物時的反應熱稱為標準摩爾生成焓，已知一些物質的“標準摩爾生成焓”如下表所示：

物質	CO(g)	CO2(g)	SO2(g)
標準摩爾生成焓fHm(25℃)/kJmol-1	-110.5	-393.5	-296.8

(2)在模擬脫硫的實驗中，向多個相同的體積恒為2L的密閉容器中分別通入2.2mol CO和1mol SO2氣體，在不同條件下進行反應，體系總壓強隨時間的變化如圖所示。

①在實驗b中，40 min達到平衡，則0～40 min用SO2表示的平均反應速率v(SO2)＝_______。

②與實驗a相比，實驗b可能改變的條件為_______________，實驗c可能改變的條件為_________________。

Ⅱ.利用NH3脫硝

(3)在一定條件下，用NH3消除NO污染的反應原理為：4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l)△H＝－1807.98kJ·mol－1。在剛性容器中，NH3與NO的物質的量之比分別為X、Y、Z(其中X<Y<Z)，在不同溫度條件下，得到NO脫除率(即NO轉化率)曲線如圖所示。

①NH3與NO的物質的量之比為X時對應的曲線為_____________(填“a”“b”或“c”)。

②各曲線中NO脫除率均先升高后降低的原因為__________。

③900℃條件下，設Z＝，初始壓強p0，則4NH3(g)＋6NO(g)5N2(g)＋6H2O(l)的平衡常數Kp＝_____________(列出計算式即可)。

Ⅲ.利用NaCIO2脫硫脫硝

(4)利用NaClO2的堿性溶液可吸收SO2和NO2(物質的量之比為1:1)的混合氣體，自身轉化為NaCl，則反應的離子方程式為________________。

Answer 1

【答案】-269.2kJ·mol-1 0.01mol·L-1·min-1 加入催化劑 升高溫度 c 溫度低于900℃時，反應速率較慢，隨著溫度升高反應速率加快，NO脫出率逐漸升高，溫度高于900℃，反應達到平衡狀態，反應的ΔH<0，繼續升高溫度，平衡向左移動，NO脫出率又下降 3ClO2-+4SO2+4NO2+12OH-===3Cl-+4SO42-+4NO3-+6H2O

【解析】

(1)根據“標準摩爾生成焓”的定義可得：

再根據蓋斯定律2(反應③-反應①)-反應③可得到2CO(g)＋SO2(g)2CO2(g)＋S(s)，則，CO脫硫反應2CO(g)＋SO2(g)2CO2(g)＋S(s)的焓變，故答案為：-269.2kJ·mol-1；

(2)①結合題干信息，列三段式有：

則，解得x=0.8，則，故答案為0.010.01mol·L-1·min-1；

②與實驗a相比，實驗b達到的平衡狀態不變且所需時間縮短，改變的條件應為加入了催化劑，與實驗a相比，實驗c達到平衡狀態改變且所需時間縮短，可能是增大壓強或升高溫度，聯系反應特點，若是增大壓強，平衡向右移動，向右反應的程度應增大，與圖像不符，若是升高溫度，平衡向左移動，與圖像相符，故答案為：加入催化劑；升高溫度；

(3)①NH3和NO的物質的量之比越大，NO的脫出率月啊，則相同溫度下，不同NH3、NO物質的量之比對應NO的脫出率：X<Y<Z，則X對應曲線c，Y對應曲線b，Z對應曲線a，故答案為：c；

②NO的脫出率會受到速率、平衡移動等因素的影響，溫度低于900℃時，反應速率較慢，隨著溫度升高反應速率加快，NO脫出率逐漸升高，溫度高于900℃，反應達到平衡狀態，反應的ΔH<0，繼續升高溫度，平衡向左移動，NO脫出率又下降，故答案為：溫度低于900℃時，反應速率較慢，隨著溫度升高反應速率加快，NO脫出率逐漸升高，溫度高于900℃，反應達到平衡狀態，反應的ΔH<0，繼續升高溫度，平衡向左移動，NO脫出率又下降；

③壓強為p0，根據曲線a上NH3與NO的物質的量之比為，則NH3的分壓為0.4p0，NO的分壓為0.6p0，列三段式有：

則反應的平衡常數，故答案為：；

(4)在堿性環境下，ClO2-氧化等物質的量的SO2和NO2，ClO2-變為Cl-，SO2變為SO42-，NO2變為NO3-，利用氧化還原反應規律進行配平，可得離子反應方程式3ClO2-+4SO2+4NO2+12OH-===3Cl-+4SO42-+4NO3-+6H2O，故答案為：3ClO2-+4SO2+4NO2+12OH-===3Cl-+4SO42-+4NO3-+6H2O。