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烟气脱硫脱硝是减排研究的热点,某实验小组模拟O3氧化并结合(NH42SO3溶液吸收法,同时脱除SO2和NO的原理如图所示:

气体反应器的主要反应原理和相关数据如下表:
反应 平衡常数(25℃) 活化能(kJ⋅mol-1
反应Ⅰ:2O3(g)⇌3O2(g)ΔH1=-286.6kJ⋅mol-1 1.6×1057 24.6
反应Ⅱ:NO(g)+O3(g)⇌NO2(g)+O2(g)ΔH2=-200.9kJ⋅mol-1 6.2×1034 3.17
反应Ⅲ:SO2(g)+O3(g)⇌SO3(g)+O2(g)ΔH3 1.1×1041 58.17
(1)已知2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)ΔH=-196.6kJ⋅mol-1,则ΔH3=
-241.6kJ⋅mol-1
-241.6kJ⋅mol-1

(2)恒温恒容下,SO2和NO初始物质的量浓度均为1mol/L,检测装置1分析:
①经5min时NO的转化率为20%,则该时间内生成NO2的平均速率为v(NO2)=
0.04mol•L-1•min-1
0.04mol•L-1•min-1

②相同时间内,SO2和NO的转化率随O3的浓度变化如图1。结合数据分析NO的转化率高于SO2的原因是
反应Ⅲ的活化能高于反应Ⅱ的活化能,反应Ⅱ的速率更快
反应Ⅲ的活化能高于反应Ⅱ的活化能,反应Ⅱ的速率更快


(3)其它条件不变,SO2和NO初始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2。O3浓度很低时,SO2脱除率却超过97%,原因是
SO32-+SO2+H2O=2HSO3-
SO32-+SO2+H2O=2HSO3-
(可用离子方程式表示)。

【答案】-241.6kJ⋅mol-1;0.04mol•L-1•min-1;反应Ⅲ的活化能高于反应Ⅱ的活化能,反应Ⅱ的速率更快;SO32-+SO2+H2O=2HSO3-
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:13引用:3难度:0.6
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    发布:2024/12/30 4:0:1组卷:331引用:16难度:0.9
  • 3.工业上常用微生物法、吸收法、电解法、还原法等消除硫、氮等引起的污染。
    (1)微生物法脱硫
    富含有机物的弱酸性废水在SBR细菌作用下产生CH3COOH、H2等物质,可将废水中
    SO
    2
    -
    4
    还原为H2S,同时用N2或CO2将H2S从水中吹出,再用碱液吸收。
    SO
    2
    -
    4
    的空间构型为
     

    ②CH3COOH与
    SO
    2
    -
    4
    在SBR细菌作用下生成CO2和H2S的离子方程式为
     

    ③将H2S从水中吹出时,用CO2比N2效果更好,其原因是
     

    (2)吸收法脱硫
    烟气中的SO2可以用“亚硫酸铵吸收法”处理,发生的反应为(NH42SO3+SO2+H2O═2NH4HSO3,测得25℃时溶液pH与各组分物质的量分数的变化关系如图-1所示.b点时溶液pH=7,则n(
    NH
    +
    4
    ):n(
    HSO
    -
    3
    )=
     


    (3)电解法脱硫
    用NaOH吸收后SO2,所得NaHSO3溶液经电解后可制取Na2S2O4溶液,反应装置如图-2所示。电解时每有1molS2
    O
    2
    -
    4
    生成有
     
    molH+透过质子交换膜。
    (4)还原法脱氮
    用催化剂协同纳米零价铁去除水体中
    NO
    -
    3
    。其催化还原反应的过程如图-3所示。
    ①该反应机理中生成N2的过程可描述为
     

    ②过程中
    NO
    -
    3
    去除率及N2生成率如图-4所示,为有效降低水体中氮元素的含量,宜调整水体pH为4.2,当pH<4.2时,随pH减小,N2生成率逐渐降低的原因是
     

    发布:2024/12/30 5:30:2组卷:40引用:4难度:0.5
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