煤炭是我国的主要能源之一,与之伴生的二氧化硫(SO2)和酸雨污染问题较为突出。目前我国采用的控制方法是电厂烟气脱硫。烟气脱硫的原理是利用碱性物质吸收并固定酸性的二氧化硫,主要有如下两种方法:
I、钠碱循环法脱硫技术。
(1)此法是利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式: 。
(2)NaOH溶液吸收SO的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91:9 | 1:1 | 9:91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
①由上表判断,NaHSO3溶液显 性,用化学平衡原理解释: 。
②当溶液呈中性时,离子浓度关系正确的是(选填字母): 。
a.c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H-)=c(OH-)
c.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
II、石灰石脱硫法
此法是以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H=218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)△H2=-175.6kJ·mol-1(反应Ⅱ)
请回答下列问题:
(1)结合反应Ⅰ、Ⅱ写出CaSO4(s)与CaS(s) 的热化学反应方程式 。
(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数 Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应Ⅰ的Kp= (用表达式表示)。
(3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是 。
(4)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中产生的SO2生成量的措施有 。
A、向该反应体系中投入生石灰
B、在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C、降低CO的初始体积百分数
D、提高反应体系的温度
高二化学填空题困难题
煤炭是我国的主要能源之一,与之伴生的二氧化硫(SO2)和酸雨污染问题较为突出。目前我国采用的控制方法是电厂烟气脱硫。烟气脱硫的原理是利用碱性物质吸收并固定酸性的二氧化硫,主要有如下两种方法:
I、钠碱循环法脱硫技术。
(1)此法是利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2。Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得,该反应的离子方程式: 。
(2)NaOH溶液吸收SO的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 91:9 | 1:1 | 9:91 |
pH | 8.2 | 7.2 | 6.2 |
①由上表判断,NaHSO3溶液显 性,用化学平衡原理解释: 。
②当溶液呈中性时,离子浓度关系正确的是(选填字母): 。
a.c(Na+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(H2SO3)
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H-)=c(OH-)
c.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)
II、石灰石脱硫法
此法是以石灰石为原料通过系列反应将硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g)△H=218.4kJ·mol-1(反应Ⅰ)
CaSO4(s)+4CO(g)CaS(s)+4CO2(g)△H2=-175.6kJ·mol-1(反应Ⅱ)
请回答下列问题:
(1)结合反应Ⅰ、Ⅱ写出CaSO4(s)与CaS(s) 的热化学反应方程式 。
(2)对于气体参与的反应,表示平衡常数 Kp时用气体组分(B)的平衡压强p(B)代替该气体物质的量浓度c(B),则反应Ⅰ的Kp= (用表达式表示)。
(3)假设某温度下,反应Ⅰ的速率(v1)小于反应Ⅱ的速率(v2),则下列反应过程能量变化示意图正确的是 。
(4)图1为实验测得不同温度下反应体系中CO初始体积百分数与平衡时固体产物中CaS质量百分数的关系曲线。则降低该反应体系中产生的SO2生成量的措施有 。
A、向该反应体系中投入生石灰
B、在合适的温度区间内控制较低的反应温度
C、降低CO的初始体积百分数
D、提高反应体系的温度
高二化学填空题困难题查看答案及解析
煤燃烧排放的烟气中(主要含SO2、CO2)的SO2形成酸雨、污染大气,对烟气进行脱硫,回答下列问题:
(1)采用Ca(ClO)2烟气脱硫可得到较好的效果。已知下列反应:
①SO2(g)+2OH− (aq) =SO32− (aq)+H2O(l) ΔH1
②ClO− (aq)+SO32− (aq) =SO42− (aq)+Cl− (aq) ΔH2
③CaSO4(s) =Ca2+(aq)+SO42−(aq) ΔH3
则反应SO2(g)+ Ca2+(aq)+ ClO− (aq) +2OH− (aq) = CaSO4(s) +H2O(l) +Cl− (aq)的ΔH=_ 。
(2)采用氨水烟气脱硫,最终可得到氮肥。将相同物质的量的SO2与NH3溶于水所得溶液中c(H+)﹣c(OH-)= (填字母编号).
A.c(SO32-)﹣c(H2SO3)
B.c(SO32-)+c(NH3·H2O)﹣c(H2SO3)
C.c(HSO3-)+c(SO32-)﹣c(NH4+)
D.c(HSO3-)+2c(SO32-)﹣c(NH4+)
(3)烟气在较高温度经下图方法脱除SO2,并制得H2SO4。
①在阴极放电的物质是 。
②在阳极生成SO3的电极反应式是 。
③已知室温下,Ksp(BaSO4)=1.1×10-10。将脱除SO2后制得的H2SO4配成pH=4 的H2SO4溶液,与pH=9的 Ba(OH)2 溶液混合,若所得混合溶液的 pH=7,则 Ba(OH)2 溶液与 H2SO4 溶液的体积比为 。欲使溶液中c(SO42-) =2.0×10-4mol·L-1,则应保持溶液中 c(Ba2+) = mol·L-1。
(4)一定条件下,用Fe2O3、NiO或Cr2O3作催化剂,利用如下反应回收燃煤烟气中的硫。反应为:2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l) ΔH= - 270KJ·mol-1其他条件相同、催化剂不同时,SO2的转化率随反应温度的变化如图1,不考虑催化剂的价格因素,选择_ 为该反应的催化剂较为合理(选填序号)。
a. Cr2O3 b. NiO c. Fe2O3
选择该催化剂的理由是:_ 。
某科研小组用选择的催化剂,在380℃时,研究了n(CO) : n(SO2)分别为1:1、3:1时,SO2转化率的变化情况(图2)。则图2中表示n(CO) : n(SO2)=3:1的变化曲线为 。
高二化学填空题简单题查看答案及解析
煤炭在我国能源结构中占有重要地位,合理使用有利于社会可持续发展.
①控制燃煤产生的SO2排放,能够减少 型酸雨的形成.燃煤排放的烟气中还含有其他污染物,请列举一种: .
②燃煤产生的CO2用NH3处理可生产多种化工产品.用氨水吸收CO2可制得碳铵(NH4HCO3),写出该反应的化学方程式 .用液氨与CO2反应可制备尿素[CO(NH2)2].尿素和碳铵这两种氮肥中,氮元素的质量分数较高的是 .
③煤的气化和液化是实现能源清洁化的重要途径.水煤气中CO和H2在加热、加压和催化剂存在条件下可以合成液体燃料(CH3OH),该反应的化学方程式为 .
高二化学填空题中等难度题查看答案及解析
煤燃烧排放的烟气含有SO2和NO,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,回答下列问题:
(1在鼓泡反应器中通入含有含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表;
离子 | SO42− | SO32− | NO3− | NO2− | Cl− |
c/(mol·L−1) | 8.35×10−4 | 6.87×10−6 | 1.5×10−4 | 1.2×10−5 | 3.4×10−3 |
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式__________________________。增加压强,NO的转化率______(填“提高”“不变”或“降低”)。
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐______ (填“提高”“不变”或“降低”)。
③由实验结果可知,脱硫反应速率______脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___________。
(2在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中,SO2和NO的平衡分压px如图所示。
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均______________(填“增大”“不变”或“减小”)。
②反应ClO2−+2SO32−===2SO42−+Cl−的平衡常数K表达式为___________。
(3)如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2,也能得到较好的烟气脱硫效果。
①从化学平衡原理分析,Ca(ClO)2相比NaClO具有的有点是_______。
②已知下列反应:
SO2(g)+2OH− (aq)==SO32−(aq)+H2O(l) ΔH1
ClO− (aq)+SO32− (aq) ===SO42− (aq)+Cl−(aq) ΔH2
CaSO4(s) ==Ca2+(aq)+SO42−(aq) ΔH3
则反应SO2(g)+Ca2+(aq)+ ClO−(aq) +2OH−(aq)=== CaSO4(s) +H2O(l) +Cl− (aq)的ΔH=______。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
化学与生活密切相关,下列有关说法错误的是
A. SO2和NO2是主要的大气污染物
B. 大气中的SO2和CO2溶于水形成酸雨
C. 以液化石油气代替燃油可减少大气污染
D. 对煤燃烧后形成的烟气脱硫,目前主要用石灰法
高二化学单选题中等难度题查看答案及解析
煤燃烧排放的烟气含有SO2和NOx,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。回答下列问题:
(1)NaClO2的化学名称为_______。
(2)在鼓泡反应器中通入含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×10-3mol·L-1。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
离子 | SO42- | SO32- | NO3- | NO2- | Cl- |
c/(mol·L-1) | 8.35×10-4 | 6.87×10-6 | 1.5×10-4 | 1.2×10-5 | 3.4×10-3 |
①写出NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式 。增加压强,NO的转化率 (填“提高”、“不变”或“降低”)。
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐 (填“增大”“不变”或“减小”)。
③由实验结果可知,脱硫反应速率 脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是 。
高二化学填空题中等难度题查看答案及解析
煤燃烧排放的烟气含有SO2和NO,形成酸雨、污染大气,采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝,回答下列问题:
(1)NaClO2中Cl元素的价态为_______。
(2)在鼓泡反应器中通入含有含有SO2和NO的烟气,反应温度为323 K,NaClO2溶液浓度为5×10−3mol·L−1 。反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表:
离子 | SO42− | SO32− | NO3− | NO2− | Cl− |
c/(mol·L−1) | 8.35×10−4 | 6.87×10−6 | 1.5×10−4 | 1.2×10−5 | 3.4×10−3 |
①在NaClO2溶液脱硝的主要反应中,参加反应的n(ClO2-):n(NO)=_________,增加压强,NO的转化率______(填“提高”“不变”或“降低”)。
②随着吸收反应的进行,吸收剂溶液的pH逐渐_______(填“升高”“不变”或“降低”)。
③由实验结果可知,脱硫反应速率______脱硝反应速率(填“大于”或“小于”)。原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是___________。
(3)在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中,SO2和NO的平衡分压pc如下图所示:
=
①由图分析可知,反应温度升高,脱硫、脱硝反应的平衡常数均____(填“增大”“不变”或“减小”)。
②反应ClO2−+2SO32−===2SO42−+Cl−的平衡常数K表达式为___________。
高二化学综合题中等难度题查看答案及解析
控制和治理SO2、NOx是减少酸雨和光化学烟雾的有效途径。
(1)烟气脱琉是大气污染防治研究的热点。脱硫过程涉及的反应如下:
SO2(g)+H2O(l)+HC1O(aq)H2SO4(aq)+HCl(aq) △H=a kJ•mol-1;
Ca(ClO)2(aq)+H2SO4(aq) CaSO4(s)+2HClO(aq) △H=b kJ•mol-1。
则脱疏反应:Ca(ClO)2(aq)+ 2SO2(g) + 2H2O(l)CaSO4(s)+ H2SO4(aq) + 2HClO(aq)的△H=______(用含a、b的代数式表示) kJ•mol-1。
(2)100℃时,向一个1 L的恒容密闭容器中充入0.2 mol NO2,发生反应:2NO2(g)N2O4(g) △H<0。测得不同时间时容器中NO2的浓度如下表所示。
时间/min | 0 | t1 | t2 | t3 | t4 |
c(NO2)/mol·L-1 | 0.2 | 0.16 | 0.13 | 0.12 | 0.12 |
①在0~t3时间段内,N2O4的平均反应速率为______mol•L-1•min-1,NO2的平衡转化率为________。
②100℃时,该反应的平衡常数K=____________。
高二化学填空题中等难度题查看答案及解析
高二化学选择题中等难度题查看答案及解析
研究燃煤烟气的脱硫(除SO2)和脱硝(除NOx)具有重要意义,请回答下列问题。
(1)采用低温臭氧氧化脱硫脱硝技术,同时吸收SO2和NOx,获得(NH4)2SO4的稀溶液。已知常温下,该溶液的pH=5,则=_________(该温度下NH3· H2O的Kb=1.7×10-5)。往(NH4)2SO4溶液中再加入少量(NH4)2SO4固体,的值将________(填“变大”、“不变”或“变小”)。
(2)用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N2的脱硝技术,其脱硝机理示意图如下图1,脱硝率与温度,负载率(分子筛中催化剂的质量分数)的关系如图2所示。
①写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式:___________________。
②要达到最佳脱硝效果,应采取的条件是:___________________。
(3)利用如图装置可实现用Na2SO4溶液吸收SO2,再用离子膜电解法电解吸收液得到单质硫。
①a端应连接电源的_____(填“正极”或“负极”)。
②用Na2SO4溶液代替水吸收烟气中的SO2使之转化为H2SO3,其目的是_______________。
③电解过程中,阴极的电极反应式为______________。
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