火力發(fā)電廠在發(fā)電過(guò)程中會(huì)釋放大量的

SO2,CO,NO而造成污染,對(duì)燃煤煙氣進(jìn)行脫硫、脫碳、脫硝等處理,以實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、廢物利用的目的.

(1)脫硫.

①用采用活性炭吸附含SO2廢氣,2SO2+O22SO3

某研究小組研究燃煤煙氣流速、溫度、水蒸氣含量等因素對(duì)SO2吸收效率的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如左圖所示.

A 水蒸氣含量10%,燃煤煙氣流速0.01L/s

B 水蒸氣含量5%,燃煤煙氣流速0.01L/s

C水蒸氣含量5%,燃煤煙氣流速0.025L/s

根據(jù)左圖所示,要提高燃煤煙氣中SO2的吸收效率,煙氣流速應(yīng)選擇  L/s,溫度應(yīng)選擇  (填“高溫”或“低溫”),應(yīng)該  水蒸氣含量(填“提高”或“降低”)

②用惰性電極電解SO2水溶液:H2SO3O2↑+S↓+H2O

裝置如右圖所示,S單質(zhì)將在  極得到(填“a”或“b”)

該電極的電極反應(yīng)式  

不考慮溶液體積的變化,電解槽右池的pH將  

(填“上升”、“降低”或“不變”)

物質(zhì)

CO

H2O

HCOOH

濃度/mol•L﹣1

0.5

1.5

0.5

(2)脫碳.將CO轉(zhuǎn)化為甲酸HCOOH的反應(yīng)為CO(g)+H2O(g)⇌HCOOH (g),某溫度下的平衡常數(shù)為1.5.此溫度下,密閉容器中加入CO(g)與H2O(g),某時(shí)刻測(cè)得各組分的濃度如右表:

反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式 K= ;比較此時(shí)正、逆反應(yīng)速率的大小:v   v(填“>”、“<”或“=”).到達(dá)平衡時(shí)H2O的平衡轉(zhuǎn)化率為  

(3)脫硝.①煙氣聯(lián)合脫硝脫硫,可以有效提高可以顯著提高SO2吸收效率,其主要原因在于NO對(duì)2SO2+O22SO3起催化作用,試用化學(xué)方程式表示該過(guò)程(提示:催化劑參與反應(yīng),但是質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后都沒(méi)有改變)  、  (不必配平)

②可以利用煙氣中CO作為還原劑,催化還原NO,同步脫硝脫碳,

CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣283.0kJ•mol﹣1;N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=182.6kJ•mol﹣1

NO與CO反應(yīng)得到無(wú)污染產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式為  


考點(diǎn):

化學(xué)平衡的影響因素;熱化學(xué)方程式;化學(xué)平衡建立的過(guò)程;化學(xué)平衡常數(shù)的含義.

專(zhuān)題:

基本概念與基本理論.

分析:

(1)①?gòu)膱D象分析,煙速流量越大,二氧化硫吸收率越低,溫度越高,吸收率越低,水蒸氣含量越大,吸收率越高,據(jù)此分析;

②依據(jù)電池反應(yīng)陽(yáng)極上是氫氧根離子失電子生成氧氣的反應(yīng),b為陽(yáng)極,a為陰極,亞硫酸在陰極被還原為硫單質(zhì);用總反應(yīng)方程式減去陽(yáng)極反應(yīng)式可得陰極反應(yīng)式;

(2)化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式K=,不列入固態(tài)和純液體物質(zhì);Qc<K時(shí)反應(yīng)正向進(jìn)行,反之逆向進(jìn)行;平衡轉(zhuǎn)化率利用三段式法計(jì)算;

(3)①NO做催化劑參與反應(yīng),首先被氧化為NO2,NO2在氧化SO2成SO3

②利用蓋斯定律解答.

解答:

解:(1)①?gòu)膱D象分析,煙速流量越大,二氧化硫吸收率越低,溫度越高,吸收率越低,水蒸氣含量越大,吸收率越高,所以選擇:煙速流量小、溫度低、水蒸氣含量高的環(huán)境,故答案為:0.01;低溫;提高;

②依據(jù)電池反應(yīng)陽(yáng)極上是氫氧根離子失電子生成氧氣的反應(yīng),電極反應(yīng)式為:4OH﹣4e﹣=2H2O+O2↑b為陽(yáng)極,a為陰極,亞硫酸在陰極被還原為硫單質(zhì);用總反應(yīng)方程式減去陽(yáng)極反應(yīng)式可得陰極反應(yīng)式為:4e﹣+H2O+H2SO3=S↓+4OH,右池pH升高,故答案為:a;4e﹣+H2O+H2SO3=S↓+4OH;上升;

(2)反應(yīng)CO(g)+H2O(g)⇌HCOOH (g)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K=

Qc=0.50.5×1.5=0.67<K=1.5,反應(yīng)正向進(jìn)行,v(正)>v(逆);

               CO(g)+H2O(g)⇌HCOOH (g)

反應(yīng)前(mol/L) 0.5    1.5       0.5

反應(yīng)了(mol/L)  x      x         x

平衡后(mol/L)0.5﹣x  1.5﹣x     0.5+x

K==1.5,解得:x=0.25mol/L,加入水蒸氣的濃度為:(1.5+0.5)mol/L=2.0mol/L,反應(yīng)的水蒸氣濃度為:0.25mol/L+0.5mol/L=0.75mol/L,所以水蒸氣的平衡轉(zhuǎn)化率為:=37.5%,

故答案為:K=;v(正)>v(逆);37.5%;

(3)①NO做催化劑參與反應(yīng),首先被氧化為NO2,NO2在氧化SO2成SO3,化學(xué)方程式為2NO+O2=2NO2,NO2+SO2=SO3+NO,

故答案為:2NO+O2=2NO2;NO2+SO2=SO3+NO;

②已知①CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=﹣283.0kJ•mol﹣1;②N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=182.6kJ•mol﹣1

據(jù)蓋斯定律,①×2﹣②得:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△=﹣748.6KJ/mol,

故答案為:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△=﹣748.6KJ/mol.

點(diǎn)評(píng):

本題考查了影響化學(xué)平衡移動(dòng)的條件、電解原理、化學(xué)平衡常數(shù)及濃度熵、熱化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě),考查全面,有一定難度.

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簽檠芯胯F質(zhì)材料與熱濃硫酸的反應(yīng)

(1)稱(chēng)取鐵釘(碳素鋼)12.0g放入30.0mL濃硫酸中,加熱,充分反應(yīng)后得到溶液X并收集到氣體Y。

①甲同學(xué)認(rèn)為X中除Fe3+外還可能含有Fe2+。若要確認(rèn)其中是否含有Fe2+,應(yīng)選擇加入的試劑為       (選填序號(hào))

a.KSCN溶液和氯水  b.鐵粉和KSCN溶液   c.濃氨水   d.酸性KMnO4溶液

②乙同學(xué)取672 mL(標(biāo)準(zhǔn)狀況)氣體Y通入足量溴水中,發(fā)生反應(yīng):SO2+Br2+2H2O=2HBr+H2SO4然后加入足量BaCl2溶液,經(jīng)適當(dāng)操作后得到干燥固體4.66g。據(jù)此推知?dú)怏wY 中SO2的體積分?jǐn)?shù)為         。

分析上述實(shí)驗(yàn)中SO2體積分?jǐn)?shù)的結(jié)果,丙同學(xué)認(rèn)為氣體Y中還可能含量有H2和CO2氣體。為此設(shè)計(jì)了下列探究實(shí)驗(yàn)裝置(圖中夾持儀器省略)。

(2)氣體Y中 還有H2的原因是                     。

(3)裝置A中試劑的作用是              ,反應(yīng)的離子方程式                       。

(4)簡(jiǎn)述確認(rèn)氣體Y中含有CO2的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象                         

(5)如果氣體Y中含有H2,預(yù)計(jì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)是                       

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


如圖所示的是某原子晶體A空間結(jié)構(gòu)的一個(gè)單元,A與某物質(zhì)B反應(yīng)生成C,其實(shí)質(zhì)是每個(gè)A﹣A鍵中插入一個(gè)B原子,則C物質(zhì)的化學(xué)式為( 。

 

A.

AB

B.

AB4

C.

AB2

D.

A2B5

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


下列關(guān)于pH的說(shuō)法正確的( 。

 

A.

強(qiáng)酸溶液的pH值一定比弱酸溶液小

 

B.

pH值等于7的溶液,一定是中性的溶液

 

C.

常溫下,由水電離出的c(H+)=10﹣12mol/L,則溶液pH一定為12

 

D.

常溫下,pH=10的氨水溶液中,OH總濃度與由水電離出的OH濃度之比為106

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


室溫下,現(xiàn)有三種酸,a鹽酸、b乙酸、c硫酸的稀溶液,下列說(shuō)法正確的是( 。

 

A.

同濃度,pH由大到。篶>a>b

 

B.

同濃度同體積,分別與氫氧化鈉中和,所需的氫氧化鈉的物質(zhì)的量由大到。篶>a>b

 

C.

同pH,物質(zhì)的量濃度由大到。篵>a>c

 

D.

同pH同體積,分別于少量且質(zhì)量相同的Zn片反應(yīng),反應(yīng)所需時(shí)間由長(zhǎng)到短:b>a>c

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


NA為阿伏加德羅常數(shù),下列說(shuō)法正確的是( 。

  A. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L的戊烷所含的分子0.5NA

  B. 28 g乙烯所含共用電子對(duì)數(shù)目為4NA

  C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,11.2 L二氯甲烷所含分子數(shù)為0.5 NA

  D. 現(xiàn)有乙烯、丙烯、丁烯的混合氣體共14 g,其原子數(shù)為3 NA

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


用括號(hào)中的試劑除去各組中的雜質(zhì),正確的是( 。

  A. 苯中的甲苯(溴水) B. 95.6%乙醇中的水(CaO)

  C. 乙烷中的乙烯(酸性高錳酸鉀) D. 溴苯中的溴(苯)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


下列分子中,各原子均處于同一平面上的是( 。

 

A.

NH3

B.

CCl4

C.

H2O

D.

CH4

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:


將一定量的CO2氣體通入500mL某NaOH溶液中,充分反應(yīng)后,將溶液在低溫進(jìn)蒸發(fā),得到不含結(jié)晶水的白色固體A.取三份質(zhì)量不同的A樣品分別與50mL相同濃度的鹽酸反應(yīng),得到氣體的體積(標(biāo)準(zhǔn)狀況)與固體A的質(zhì)量關(guān)系職下表所示:

組   別

鹽酸體積(mL)

50

50

50

A的質(zhì)量 (g)

3.80

5.70

7.60

氣體體積(mL)

896

1344

1344

(1)上表中第  組數(shù)據(jù)加入的50mL鹽酸的反應(yīng)后有剩余,

(2)試推斷:A的成份為  

(3)鹽酸的物質(zhì)的量的濃度為  mol•L﹣1

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