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烟气脱硫(SO2)脱硝(NOx)一体化技术是大气污染防治研究的热点.烟气中NO通常占NOx总量的90%以上,但NO的脱除难度较大.某研究小组探究用次氯酸钙溶液同时脱除烟气中SO2和NO的方法.脱
题目详情
烟气脱硫(SO2)脱硝(NOx)一体化技术是大气污染防治研究的热点.烟气中NO通常占NOx总量的90%以上,但NO的脱除难度较大.某研究小组探究用次氯酸钙溶液同时脱除烟气中SO2和NO的方法.
脱硫:Ca(ClO)2(aq)+2SO2(g)+2H2O(l)=CaSO4(s)+H2SO4(aq)+2HCl(aq)Ⅰ
脱硝:3Ca(ClO)2(aq)+4NO(g)+2H2O(l)=3CaCl2(aq)+4HNO3(aq)Ⅱ
请回答:
(1)脱硫过程涉及的各化学反应及其△H如下:
SO2(g)+H2O(l)⇌H2SO3(aq)△H=a
Ca(ClO)2(aq)+H2SO3(aq)=CaSO3(s)+2HClO(aq)△H=b
CaSO3(s)+HClO(aq)=CaSO4(s)+HCl(aq)△H=c
H2SO3(aq)+HClO(aq)=H2SO4(aq)+HCl(aq)△H=d
脱硫反应Ⅰ的△H1=___.
(2)脱硫反应Ⅰ和脱硝反应Ⅱ的平衡常数随温度的变化如图所示:
①判断反应Ⅱ的△S2___0、△H2___0(填<、=或>),指出有利于自发进行的温度条件是___(填“较高温度”或“较低温度”).
②预测用次氯酸钙溶液脱硫脱硝反应进行的程度并说明理由___.
(3)与NaClO溶液吸收法相比,Ca(ClO)2法更能促进脱硫反应进行,理由是___.
(4)与NaOH溶液吸收法相比,Ca(ClO)2法的脱硫脱硝效率更高,理由是___.
脱硫:Ca(ClO)2(aq)+2SO2(g)+2H2O(l)=CaSO4(s)+H2SO4(aq)+2HCl(aq)Ⅰ
脱硝:3Ca(ClO)2(aq)+4NO(g)+2H2O(l)=3CaCl2(aq)+4HNO3(aq)Ⅱ
请回答:
(1)脱硫过程涉及的各化学反应及其△H如下:
SO2(g)+H2O(l)⇌H2SO3(aq)△H=a
Ca(ClO)2(aq)+H2SO3(aq)=CaSO3(s)+2HClO(aq)△H=b
CaSO3(s)+HClO(aq)=CaSO4(s)+HCl(aq)△H=c
H2SO3(aq)+HClO(aq)=H2SO4(aq)+HCl(aq)△H=d
脱硫反应Ⅰ的△H1=___.
(2)脱硫反应Ⅰ和脱硝反应Ⅱ的平衡常数随温度的变化如图所示:
①判断反应Ⅱ的△S2___0、△H2___0(填<、=或>),指出有利于自发进行的温度条件是___(填“较高温度”或“较低温度”).
②预测用次氯酸钙溶液脱硫脱硝反应进行的程度并说明理由___.
(3)与NaClO溶液吸收法相比,Ca(ClO)2法更能促进脱硫反应进行,理由是___.
(4)与NaOH溶液吸收法相比,Ca(ClO)2法的脱硫脱硝效率更高,理由是___.
▼优质解答
答案和解析
(1)①SO2(g)+H2O(l)⇌H2SO3(aq)△H=a
②Ca(ClO)2(aq)+H2SO3(aq)=CaSO3(s)+2HClO(aq)△H=b
③CaSO3(s)+HClO(aq)=CaSO4(s)+HCl(aq)△H=c
④H2SO3(aq)+HClO(aq)=H2SO4(aq)+HCl(aq)△H=d
①×2+②+③+④得到Ca(ClO)2(aq)+2SO2(g)+2H2O(l)=CaSO4(s)+H2SO4(aq)+2HCl(aq)△H=2a+b+c+d,
故答案为:2a+b+c+d;
(2)①3Ca(ClO)2(aq)+4NO(g)+2H2O(l)=3CaCl2(aq)+4HNO3(aq)反应Ⅱ是气体体积减小的反应,熵变减小,△S<0,图象分析可知随温度升高平衡常数的对数减小,则平衡常数减小,平衡逆向进行,正反应为放热反应,△H<0,满足△H-T△S<0,则需要低温下自发进行,
故答案为:<,<,较低温度;
②图象分析平衡常数的对数值为大于1的正值,平衡常数为10n,说明用次氯酸钙溶液脱硫脱硝反应进行的程度很大,反应进行的很完全,
故答案为:脱硫、脱硝反应都可以进行得很完全,因为脱硫、脱硝反应的平衡常数均很大;
(3)反应ⅠCa(ClO)2(aq)+2SO2(g)+2H2O(l)=CaSO4(s)+H2SO4(aq)+2HCl(aq),反应中生成微溶于水的硫酸钙,反应体系中的Ca2+有利于CaSO4沉淀的生成,促进吸收反应进行,
故答案为:CaSO4微溶,反应体系中的Ca2+有利于CaSO4沉淀的生成,促进吸收反应进行;
(4)与NaOH溶液吸收法相比,Ca(ClO)2法的脱硫脱硝效率更高,烟气中NO通常占NOx总量的90%以上,但NO的脱除难度较大,NO难溶于水,碱液对NOx的脱除效率较低;ClO-氧化性强,有利于将SO2、NO氧化为它们的最高价态SO42-、NO3-,达到一起脱除的目的,
故答案为:NO难溶于水,碱液对NOx的脱除效率较低;ClO-氧化性强,有利于将SO2、NO氧化为它们的最高价态SO42-、NO3-,达到一起脱除的目的;
②Ca(ClO)2(aq)+H2SO3(aq)=CaSO3(s)+2HClO(aq)△H=b
③CaSO3(s)+HClO(aq)=CaSO4(s)+HCl(aq)△H=c
④H2SO3(aq)+HClO(aq)=H2SO4(aq)+HCl(aq)△H=d
①×2+②+③+④得到Ca(ClO)2(aq)+2SO2(g)+2H2O(l)=CaSO4(s)+H2SO4(aq)+2HCl(aq)△H=2a+b+c+d,
故答案为:2a+b+c+d;
(2)①3Ca(ClO)2(aq)+4NO(g)+2H2O(l)=3CaCl2(aq)+4HNO3(aq)反应Ⅱ是气体体积减小的反应,熵变减小,△S<0,图象分析可知随温度升高平衡常数的对数减小,则平衡常数减小,平衡逆向进行,正反应为放热反应,△H<0,满足△H-T△S<0,则需要低温下自发进行,
故答案为:<,<,较低温度;
②图象分析平衡常数的对数值为大于1的正值,平衡常数为10n,说明用次氯酸钙溶液脱硫脱硝反应进行的程度很大,反应进行的很完全,
故答案为:脱硫、脱硝反应都可以进行得很完全,因为脱硫、脱硝反应的平衡常数均很大;
(3)反应ⅠCa(ClO)2(aq)+2SO2(g)+2H2O(l)=CaSO4(s)+H2SO4(aq)+2HCl(aq),反应中生成微溶于水的硫酸钙,反应体系中的Ca2+有利于CaSO4沉淀的生成,促进吸收反应进行,
故答案为:CaSO4微溶,反应体系中的Ca2+有利于CaSO4沉淀的生成,促进吸收反应进行;
(4)与NaOH溶液吸收法相比,Ca(ClO)2法的脱硫脱硝效率更高,烟气中NO通常占NOx总量的90%以上,但NO的脱除难度较大,NO难溶于水,碱液对NOx的脱除效率较低;ClO-氧化性强,有利于将SO2、NO氧化为它们的最高价态SO42-、NO3-,达到一起脱除的目的,
故答案为:NO难溶于水,碱液对NOx的脱除效率较低;ClO-氧化性强,有利于将SO2、NO氧化为它们的最高价态SO42-、NO3-,达到一起脱除的目的;
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