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烟气脱硫脱硝技术是环境科学研究的热点。某小组模拟O3氧化结合(NH42SO3溶液吸收法同时脱除SO2和NO的过程示意图如图1。

(1)气体反应器中的主要反应原理及相关数据如表。
反应 平衡常数(25℃) 活化能/(kJ/mol)
反应a:2O3(g)⇌3O2(g)△H1=-286.6kJ/mol 1.6×1057 24.6
反应b:NO(g)+O3(g)⇌NO2(g)+O2(g)△H2=-200.9kJ/mol 6.2×1034 3.17
反应c:SO2(g)+O3(g)⇌SO3(g)+O2(g)△H3 1.1×1041 58.17
①已知:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-196.6kJ/mol,则△H3=
-241.6kJ/mol
-241.6kJ/mol

②其他条件不变时,高于150℃,在相同时间内SO2和NO的转化率均随温度升高而降低,原因是
高于150℃,温度升高,反应a的速率增大,c(O3)减小,反应b和c的速率减小,导致SO2和NO的转化率均降低
高于150℃,温度升高,反应a的速率增大,c(O3)减小,反应b和c的速率减小,导致SO2和NO的转化率均降低

③其他条件不变,SO2和NO初始的物质的量浓度相等时,经检测装置1分析,在相同时间内,SO2和NO的转化率随O3的浓度的变化如图2。结合数据分析NO的转化率高于SO2的原因
反应b的活化能小于反应c,反应b的速率大于反应c,因此NO的转化率高于SO2
反应b的活化能小于反应c,反应b的速率大于反应c,因此NO的转化率高于SO2

(2)其他条件不变,SO2和NO初始的物质的量浓度相等时,经检测装置2分析,在相同时间内,O3与NO的物质的量之比对SO2和NO脱除率的影响如图3。
①(NH42SO3溶液显碱性,用化学平衡原理解释:
溶液中存在:SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-、NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+,SO32-的水解程度大于NH4+的水解程度,使溶液显碱性
溶液中存在:SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-、NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+,SO32-的水解程度大于NH4+的水解程度,使溶液显碱性

②O3的浓度很低时,SO2的脱除率超过97%,原因是
(NH42SO3溶液直接与SO2反应是脱除SO2的主要原因
(NH42SO3溶液直接与SO2反应是脱除SO2的主要原因

③在吸收器中,SO32-与NO2反应生成NO2-和SO42-的离子方程式是
2NO2+3SO32-+H2O=2NO2-+SO42-+2HSO3-
2NO2+3SO32-+H2O=2NO2-+SO42-+2HSO3-

④在吸收器中,随着吸收过程的进行,部分NH4+被转化为N2,反应中NH4+和N2的物质的量之比为1:1,该反应的离子方程式是
NO2-+NH4+=N2↑+2H2O
NO2-+NH4+=N2↑+2H2O

【答案】-241.6kJ/mol;高于150℃,温度升高,反应a的速率增大,c(O3)减小,反应b和c的速率减小,导致SO2和NO的转化率均降低;反应b的活化能小于反应c,反应b的速率大于反应c,因此NO的转化率高于SO2;溶液中存在:SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-、NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+,SO32-的水解程度大于NH4+的水解程度,使溶液显碱性;(NH42SO3溶液直接与SO2反应是脱除SO2的主要原因;2NO2+3SO32-+H2O=2NO2-+SO42-+2HSO3-;NO2-+NH4+=N2↑+2H2O
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:157引用:7难度:0.5
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    (1)如图1是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线.
    ①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1
    K2(填“>”、“<”或“=”).
    ②以下有关说法正确的是
     

    a.恒温、恒容条件下,容器内的压强不发生变化则可逆反应达到平衡
    b.一定条件下,H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时可逆反应达到平衡
    c.使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
    d.某温度下,将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%
    (2)已知在常温常压下①2CH3OH(1)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-akJ•mol-1
    ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-bkJ•mol-1③H2O(g)=H2O(1)△H=-ckJ•mol-1
    则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
     
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    (3)2009年10月,中国科学院长春应用化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破,组装出了自呼吸电池及主动式电堆.甲醇燃料电池的工作原理如图2所示.
    ①该电池正极的电极反应式为
     

    ②工作一段时间后,当6.4g甲醇完全反应生成CO2时,有
     
    个电子发生转移.
    (4)以上述电池做电源,用图3所示装置,在实验室中模拟铝制品面“钝化”处理的过程中,发现溶液逐渐变浑浊,原因是
     
     
    (用相关的电极反应式和离子方程式表示)

    发布:2024/12/30 14:0:1组卷:26引用:3难度:0.5
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