工厂烟气(主要污染物SO2、NO)直接排放会造成空气污染,需处理后才能排放。
(1)O3氧化。O3氧化过程中部分反应的能量变化如图所示。

①已知2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) ΔH=−198 kJ•mol-1。
则反应2O3(g)=3O2(g)的 ΔH=-285.2-285.2 kJ•mol-1。
②其他条件不变时,增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,其可能原因是 SO2与O3反应的活化能比NO与O3反应的活化能大得多,其他条件不变时SO2与O3的反应速率慢SO2与O3反应的活化能比NO与O3反应的活化能大得多,其他条件不变时SO2与O3的反应速率慢。
(2)NaClO2氧化。40℃时向一定量NaClO2溶液中按一定流速持续通入工厂烟气,溶液的pH与ORP值(氧化还原电位)随时间变化如图所示。

①写出NO与ClO-2反应的离子方程式:4NO+3ClO-2+2H2O=4NO-3+4H++3Cl-4NO+3ClO-2+2H2O=4NO-3+4H++3Cl-。
②烟气中含有少量SO2,能提高NO的脱除率,可能原因是 SO2能溶于水,反应后使溶液pH降低,ORP值增大,氧化能力增强,NO去除率升高SO2能溶于水,反应后使溶液pH降低,ORP值增大,氧化能力增强,NO去除率升高。
(3)TiO2光催化。主要是利用TiO2光催化剂在紫外线作用下产生的高活性自由基(•OH、•O-2)和h+(h+代表空位,空位有很强的得电子能力),将烟气中的SO2、NO等氧化除去。TiO2光催化剂粒子表面产生•OH的机理如图所示(图中部分产物略去)。已知TiO2中电子跃迁的能量hv=3.2eV。

①TiO2光催化剂在紫外线作用下产生•OH的过程可描述为 催化剂在紫外线的作用下将电子激发到CB端,而在VB端留下空位;氧气在CB端得电子生成•O-2,•O-2结合H2O生成H2O2,H2O2在CB端生成•OH;H2O和•OH-进入VB端的空位生成•OH催化剂在紫外线的作用下将电子激发到CB端,而在VB端留下空位;氧气在CB端得电子生成•O-2,•O-2结合H2O生成H2O2,H2O2在CB端生成•OH;H2O和•OH-进入VB端的空位生成•OH。
②在TiO2中掺杂一定量的金属离子可提高光催化活性。对所掺杂金属离子的要求是 金属离子掺杂引起的电子跃迁的能量小于3.2eV金属离子掺杂引起的电子跃迁的能量小于3.2eV。
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【答案】-285.2;SO2与O3反应的活化能比NO与O3反应的活化能大得多,其他条件不变时SO2与O3的反应速率慢;4NO+3+2H2O=4+4H++3Cl-;SO2能溶于水,反应后使溶液pH降低,ORP值增大,氧化能力增强,NO去除率升高;催化剂在紫外线的作用下将电子激发到CB端,而在VB端留下空位;氧气在CB端得电子生成•,•结合H2O生成H2O2,H2O2在CB端生成•OH;H2O和•OH-进入VB端的空位生成•OH;金属离子掺杂引起的电子跃迁的能量小于3.2eV
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【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:74引用:4难度:0.6
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则:CH3OH(1)+O2(g)=CO(g)+2H2O(1)△H=
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