含硫烟气(主要成分为SO2)的处理备受关注,主要有以下两种方法。请回答:
I .碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2
步骤2:再加入熟石灰,发生反应2NH4++Ca2++2OH-+SO32-=CaSO3↓+2NH3·H2O
(1)步骤1中反应的离子方程式为_______________________。
(2)已知:25°C时,Ksp(CaSO3)=b,步骤2中反应的平衡常数K=a。该温度下,Kb( NH3·H2O)=__________________(用含a、b的代数式表示)。
II.水煤气还原法
己知:①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) △H1=-37.0 kJ·mol-1
②2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g) △H2=+45.4 kJ·mol-1
③CO的燃烧热△H3=-283 kJ·mol-1
(3)1 molS(l)在O2(g)中完全燃烧生成SO2(g)的热化学方程式为____________。
⑷反应②的正反应的活化能为E1 kJ·mol-1,其逆反应的活化能E2=_____ kJ·mol-1。
(5)在一定压强下,发生反应②。平衡时,α(SO2)与原枓气投料比[]和温度(T) 的关系如图所示。
①α(H2):N_____M (填“>”、“<”或 “ = ”)。
②逆反应速率:M_____Q(填“>”、“<”或 “ = ”)。
(6)t℃时,向10L恒容密闭容器中充入2 molCO(g)、2 mol SO2(g)和2 mol H2(g)。发生反应①和反应②。5mim达到平衡时,SO2(g)和CO2(g) 的物质的量分别为0.4mol、1.6mol。该温度下,反应②的平衡常数K=__________。
高三化学填空题困难题
含硫烟气(主要成分为SO2)的处理备受关注,主要有以下两种方法。请回答:
I .碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2
步骤2:再加入熟石灰,发生反应2NH4++Ca2++2OH-+SO32-=CaSO3↓+2NH3·H2O
(1)步骤1中反应的离子方程式为_______________________。
(2)已知:25°C时,Ksp(CaSO3)=b,步骤2中反应的平衡常数K=a。该温度下,Kb( NH3·H2O)=__________________(用含a、b的代数式表示)。
II.水煤气还原法
己知:①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) △H1=-37.0 kJ·mol-1
②2H2(g)+ SO2(g)S(l)+2H2O(g) △H2=+45.4 kJ·mol-1
③CO的燃烧热△H3=-283 kJ·mol-1
(3)1 molS(l)在O2(g)中完全燃烧生成SO2(g)的热化学方程式为____________。
⑷反应②的正反应的活化能为E1 kJ·mol-1,其逆反应的活化能E2=_____ kJ·mol-1。
(5)在一定压强下,发生反应②。平衡时,α(SO2)与原枓气投料比[]和温度(T) 的关系如图所示。
①α(H2):N_____M (填“>”、“<”或 “ = ”)。
②逆反应速率:M_____Q(填“>”、“<”或 “ = ”)。
(6)t℃时,向10L恒容密闭容器中充入2 molCO(g)、2 mol SO2(g)和2 mol H2(g)。发生反应①和反应②。5mim达到平衡时,SO2(g)和CO2(g) 的物质的量分别为0.4mol、1.6mol。该温度下,反应②的平衡常数K=__________。
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硫的氧化物是形成酸雨的罪魁祸首,含硫烟气(主要成分为SO2)的处理备受关注,主要有以下两种方法。请回答下列问题:
Ⅰ.碱液吸收法
步骤1:用足量氨水吸收SO2。
步骤2:再加入熟石灰,发生反应2NH+Ca2++2OH-+SO===CaSO3↓+2NH3·H2O。
(1)已知:25 ℃时,Kb(NH3·H2O)=a;Ksp(CaSO3)=b。该温度下,步骤2中反应的平衡常数K=__________(用含a、b的代数式表示)。
Ⅱ.水煤气还原法
已知:ⅰ.2CO(g)+SO2(g) S(l)+2CO2(g) ΔH1=-37.0 kJ·mol-1
ⅱ.2H2(g)+SO2(g) S(l)+2H2O(g) ΔH2=+45.4 kJ·mol-1
(2)写出CO(g)与H2O(g)反应生成CO2(g) 、H2(g)的热化学方程式为_______________。
若该反应在绝热、恒容体系中进行,达到平衡的标志___________。
A.氢氧键的断裂速率等于氢氢键的断裂速率
B.混合气体的平均摩尔质量保持不变
C.混合气体的总压强保持不变
D. H2O(g) 与H2(g)的体积比保持不变
(3)反应ⅱ的正反应的活化能E________(填“>”“<”或“=”)ΔH2。
(4)在一定压强下,发生反应ⅱ。平衡时,α(SO2) (二氧化硫的转化率)与原料气投料比[]和温度(T)的关系如图所示。
①α(H2):M________(填“>”“<”或“=”)N。
②逆反应速率:M________(填“>”“<”或“=”)Q。
(5)T ℃,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol CO(g)、2 mol SO2(g)和2 mol H2(g),发生反应ⅰ和反应ⅱ。5 min达到平衡时,CO2(g)和H2O(g)的物质的量分别为1.6 mol、1.8 mol。
①该温度下,反应ⅱ的平衡常数K=________。
②其他条件不变,6 min时缩小容器容积。α(SO2)__________(填“增大”“减小”或“不变”),原因为_____________________________________________________________。
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煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx(主要成分为NO、NO2的混合物),对烟气进行脱硫、脱硝有多种方法。
(1)碱液吸收法:采用石灰乳脱除SO2.脱除后的主要产物是_____。
(2)液相氧化法:采用 NaClO溶液进行脱除。
①NaClO水解的离子方程式是_____。
②NaClO溶液吸收NO的主要过程如下
i.NO(aq)+HClO(aq)⇌NO2(aq)+HCl(aq) △H1
ii.3NO2(aq)+H2O(1)⇌2HNO3(aq)+NO(aq) △H2
NO(aq)转化为HNO3(aq)的热化学方程式是_____。
③研究pH对NO脱除率的影响。调节 NaClO溶液的初始pH,NO的脱除率如表:
初始pH | 3.5 | 4.5 | 5.5 | 6.5 | 7.5 |
NO脱除率 | 91% | 88% | 83% | 65% | 51% |
pH影响NO脱除率的原因是_____。
(3)研究发现,在液相氧化法中,一定量的SO2能提高NOx的脱除率。当pH=5.5时,SO2对有效氯含量、NOx脱除率的影响如图所示。
①据图1,通入SO2后有效氯含量降低。SO2和HClO反应的离子方程式是_____。
②针对图2中NOx脱除率提高的原因,研究者提出了几种可能发生的反应:
A.SO2+2NO+H2O═N2O+H2SO4
B.2SO2+2NO+2H2O═N2+2H2SO4
C.4SO2+2NO2+4H2O═N2+4H2SO4
用同位素示踪法确认发生的反应:把15NO2和NO按一定比例混合,通入SO2的水溶液中,检测气体产物。
a.气体产物中主要含有15NO2、N2O,则发生的主要反应是_____(填序号)。
b.同时检测到气体产物中还有15N N,产生15N N的化学方程式是_____。
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目前,处理烟气中 SO2 常采用两种方法:碱液吸收法和水煤气还原法。
Ⅰ.碱液吸收法
25℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;H2SO3:Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7;Ksp(CaSO4)=7.1×10-5。
第1步:用过量的浓氨水吸收 SO2,并在空气中氧化;
第2步:加入石灰水,发生反应 Ca2++2OH-+2NH4++SO42-⇌CaSO4↓+2NH3·H2O K。
(1)25℃时,0.1 mol·L-1(NH4)2SO3 溶液的 pH_____(填“>”“<”或“=”)7。
(2)计算第2步中反应的 K=_____。
Ⅱ.水煤气还原法
已知:①2CO(g)+SO2(g)=S(l)+2CO2(g) ΔH1=-37.0 kJ·mol-1
②2H2(g)+SO2(g)=S(l)+2H2O(g) ΔH2=+45.4 kJ·mol-1
③CO 的燃烧热ΔH3=-283 kJ·mol-1
(3)表示液态硫(S)的燃烧热的热化学方程式为_________。
(4)反应②中,正反应活化能 E1_____(填“>”“<”或“=”)ΔH2。
(5)在一定压强下,发生反应①。平衡时SO2的转化率α(SO2)与投料比的比值[=y]、温度 T 的关系如图所示。
比较平衡时CO的转化率α(CO):N_____M。逆反应速率:N_____P(填“>”“<”或“=”)。
(6)某温度下,向10L恒容密闭容器中充入2molH2、2 molCO和2molSO2发生反应①、②,第5min时达到平衡,测得混合气体中CO2、H2O(g)的物质的量分别为1.6 mol、1.8 mol。
①该温度下,反应②的平衡常数K为_____。
②其他条件不变,在第 7 min 时缩小容器体积,SO2的平衡浓度_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
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烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用碱液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。常温下,O3是一种有特殊臭味、稳定性较差的淡蓝色气体。O3氧化烟气中NOx时主要反应的热化学方程式为:
2NO(g) +O2(g)=2NO2(g) H1= a kJ·mol-1
NO(g) +O3(g)=NO2(g) +O2(g) H2= b kJ·mol-1
4NO2(g) +O2(g) =2N2O5(g) H3= c kJ·mol-1
(1)反应6NO2 (g) +O3(g)=3N2O5(g) H=____kJ·mol-1。
(2)O3氧化NO的氧化率随温度变化情况如图-1。随着温度升高NO的氧化率下降的原因可能是____。NO也可被O3氧化为 NO2、NO3,用NaOH溶液吸收若只生成一种盐,该盐的化学式为____。
(3)一定条件下,向NOx/O3混合物中加入一定浓度的SO2气体,进行同时脱硫脱硝实验。实验结果如图-2。同时脱硫脱硝时NO的氧化率略低的原因是____;由图可知SO2对 NO的氧化率影响很小,下列选项中能解释该结果的是____(填序号)。
a.O3氧化SO2反应的活化能较大
b.O3与NO反应速率比O3与SO2反应速率快
c.等物质的量的O3与NO反应放出的热量比与SO2反应的多
(4)尿素[CO(NH2)2]在高温条件下与NO反应转化成三种无毒气体,该反应的化学方程式为____。也可将该反应设计成碱性燃料电池除去烟气中的氮氧化物,该燃料电池负极的电极反应式是____。
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目前,处理烟气中SO2常采用两种方法:液吸法和还原法。
Ⅰ.碱液吸收法
25 ℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;H2SO3:Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7;Ksp(CaSO4)=7.1×10-5。第1步:用过量的浓氨水吸收SO2,并在空气中氧化;第2步:加入石灰水,发生反应Ca2++2OH-+2NH4+ +SO42-CaSO4↓+2NH3·H2O K。
(1)25 ℃时,0.1 mol/L(NH4)2SO3溶液的pH____(填“>”“<”或“=”)7。
(2)计算第2步中反应的K=___________。
Ⅱ.水煤气还原法
已知:①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) ΔH1=-37.0 kJ·mol-1,②2H2(g)+SO2(g)S(l)+2H2O(g) ΔH2=+45.4 kJ/mol,③CO的燃烧热ΔH3=-283 kJ/mol。
(3)表示液态硫(S)的燃烧热的热化学方程式为_____________。
(4)反应②中,正反应活化能E1____(填“>”“<”或“=”)ΔH2。
(5)在一定压强下,发生反应①。平衡时SO2的转化率α(SO2)与投料比的比值[=y]、温度T的关系如图所示。
比较平衡时CO的转化率α(CO):N____(填“>”“<”或“=”,下同)M。逆反应速率:N___P。
(6)某温度下,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol H2、2 mol CO和2 mol SO2发生反应①、②,第5 min时达到平衡,测得混合气体中CO2、H2O(g)的物质的量分别为1.6 mol、1.8 mol。
①该温度下,反应②的平衡常数K为________。
②其他条件不变,在第7 min时缩小容器体积,α(SO2)______(填“增大”“减小”或“不变”)。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
目前,处理烟气中SO2常采用两种方法:液吸法和还原法。
Ⅰ.碱液吸收法
25 ℃时,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;H2SO3:Ka1=1.5×10-2,Ka2=1.0×10-7;Ksp(CaSO4)=7.1×10-5。第1步:用过量的浓氨水吸收SO2,并在空气中氧化;第2步:加入石灰水,发生反应Ca2++2OH-+2NH4+ +SO42-CaSO4↓+2NH3·H2O K。
(1)25 ℃时,0.1 mol/L(NH4)2SO3溶液的pH____(填“>”“<”或“=”)7。
(2)计算第2步中反应的K=___________。
Ⅱ.水煤气还原法
已知:①2CO(g)+SO2(g)S(l)+2CO2(g) ΔH1=-37.0 kJ·mol-1,②2H2(g)+SO2(g)S(l)+2H2O(g) ΔH2=+45.4 kJ/mol,③CO的燃烧热ΔH3=-283 kJ/mol。
(3)表示液态硫(S)的燃烧热的热化学方程式为_____________。
(4)反应②中,正反应活化能E1____(填“>”“<”或“=”)ΔH2。
(5)在一定压强下,发生反应①。平衡时SO2的转化率α(SO2)与投料比的比值[=y]、温度T的关系如图所示。
比较平衡时CO的转化率α(CO):N____(填“>”“<”或“=”,下同)M。逆反应速率:N___P。
(6)某温度下,向10 L恒容密闭容器中充入2 mol H2、2 mol CO和2 mol SO2发生反应①、②,第5 min时达到平衡,测得混合气体中CO2、H2O(g)的物质的量分别为1.6 mol、1.8 mol。
①该温度下,反应②的平衡常数K为________。
②其他条件不变,在第7 min时缩小容器体积,α(SO2)______(填“增大”“减小”或“不变”)。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
烟气(主要成分CO2、CO、SO2、NOX) 的排放对环境有很大的影响。
I.利用氨水作吸收液是当前有效捕捉CO2的方法,经过可逆反应生成NH4HCO3。生成的NH4HCO3分解可得到CO2,从而实现吸收液的再生。
(1)写出氨水捕捉 CO2 的化学方程式 。
(2)已知:NH4HCO3 溶液显碱性,下列说法不正确的是 。
a .c (NH3·H2O) > c (H2CO3)
b.c (NH4+) > c (HCO3-) > c (OH-) > c (H+)
c.c (NH3·H2O) + c (NH4+) = c (H2CO3) + c (HCO3-)
d .c (HCO3-) + 2c (CO32-) + c (OH-) = c (H+)+c (NH4+)
(3)右图是氨水吸收 CO2 的脱除率随温度变化的关系图。应用平衡移动原理分析 CO2 在 40℃-45℃ 脱除率降低可能的原因 。
(4)捕捉的 CO2 和 H2O 的混合气体在固态金属氧化物电解池中电解可制备 H2 和 CO,是一种新的能源利用方式,基本原理如图所示。
①X 是电源的 (填“正极”或“负极”),a电极上发生的电极反应式为:H2O + 2eˉ = H2+ O2ˉ和 。
②a 和 b 两电极产生的气体的物质的量之比为 。
II.SO2、NOX 可以经 O3 预处理后用 CaSO3 水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOX 的含量。O3 氧化烟气中 NOX 的主要反应的热化学方程式为:
NO (g) +O3 (g) = NO2 (g) +O2 (g) ∆ H = -200.9 kJ · mol-1
NO (g) +1/2O2 (g) = NO2 (g) ∆ H = -58.2 kJ · mol-1
(5)依据以上反应,可知:3 NO (g)+O3 (g) = 3 NO2 (g) ∆ H = kJ · mol-1。
(6)用CaSO3水悬浮液吸收烟气中NO2时,清液 ( pH约为8) 中SO32-将NO2转化为NO2-,其离子方程式为 。
(7)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2 的吸收速率,用平衡移动原理解释其主要原因是 。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
烟气(主要成分CO2、CO、SO2、NOX) 的排放对环境有很大的影响。
I.利用氨水作吸收液是当前有效捕捉CO2的方法,经过可逆反应生成NH4HCO3。生成的NH4HCO3分解可得到CO2,从而实现吸收液的再生。
(1)写出氨水捕捉CO2 的化学方程式 。
(2)已知:NH4HCO3 溶液显碱性,下列说法不正确的是 。
a.c(NH3·H2O)>c(H2CO3)
b.c(NH4+)>c(HCO3—)>c(OH—)>c(H+)
c.c(NH3·H2O)+c(NH4+)=c(H2CO3)+c(HCO3—)
d.c(HCO3—)+2c(CO32—)+c(OH—)=c(H+)+c(NH4+)
(3)如图是氨水吸收CO2 的脱除率随温度变化的关系图。
应用平衡移动原理分析 CO2 在 40℃-45℃ 脱除率降低可能的原因 。
II.SO2、NOX 可以经 O3 预处理后用 CaSO3 水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOX 的含量。O3 氧化烟气中 NOX 的主要反应的热化学方程式为:
(4)用CaSO3水悬浮液吸收烟气中NO2时,清液 ( pH约为8) 中SO32-将NO2转化为NO2-,其离子方程式为 。
(5)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2 的吸收速率,用平衡移动原理解释其主要原因是 。
高三化学简答题困难题查看答案及解析
研究NO2、SO2、CO等大气污染气体的处理及利用的方法具有重要意义。
(1)新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2,再用一定量的磷酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外,还能得到一种复合肥料,该复合肥料可能的化学式为______________________(写出一种即可)。
(2)25℃ 101KPa,将1molCH4与一定量的O2混合后,充入一密闭绝热容器内,在连续电火花的作用下反应,恢复至原状况放出QkJ热量,容器内无无CH4和O2剩余且无固体物质生成,装置内气体全部通入足量的碱石灰后,剩余bmol气体。则:
①反应开始时CH4与O2的物质的量之比为___________________________。
②若已知 C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1= -m kJ/mol
CO2(g) + C(s) = 2CO(g) △H2= +n kJ/mol
则表示CH4燃烧热的热化学方程式为_____________________________________________。
(3)工业上常用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物(以NO和NO2的混合物为例)。
已知:NO不能与Na2CO3溶液反应,
NO+NO2+Na2CO3===2NaNO2+CO2,2NO2+Na2CO3===NaNO2+NaNO3+CO2
① 用足量的Na2CO3溶液完全吸收NO和NO2的混合物,每产生22.4 L(标准状况)CO2(全部逸出)时,吸收液质量就增加44 g,则混合气体中NO和NO2的体积比为____________。
② 用Na2CO3溶液吸收法处理氮的氧化物存在的缺点是___________________。
(4)氮的固定是几百年来科学家一直研究的课题
①20世纪末,科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现高温常压下的电化学合成氨,提高了反应物的转化率,其实验简图如图所示,正极的电极反应式是___________________________________。
②近年,又有科学家提出在常温、常压、催化剂等条件下合成氨气的新思路,反应原理为:2N2(g)+6H2O(l)≒4NH3(g)+3O2(g),则其反应热△H=________________。
(已知:N2(g)+3H2(g)≒2NH3(g)△H=﹣92.4kJ.mol﹣1,2H2(g)+O2(g)≒2H2O(l) △H=﹣571.6kJ.mol﹣1 )
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