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【题目】烟气(主要污染物SO2NOx)O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2NOx的含量。O3氧化烟气中SO2NOx的主要反应的热化学方程式为:NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g) H=2009kJ·mol1 NO(g)1/2O2(g)=NO2(g) H=582kJ·mol1 SO2(g)O3(g)=SO3(g)O2(g) H=2416kJ·mol1

1反应3NO(g)O3(g)=3NO2(g)H=_______mol·L1

2室温下固定进入反应器的NOSO2的物质的量改变加入O3的物质的量反应一段时间后体系中n(NO)n(NO2)n(SO2)随反应前n(O3)n(NO)的变化见右图。

①当n(O3)n(NO)>1反应后NO2的物质的量减少其原因是_________________

②增加n(O3)O3氧化SO2的反应几乎不受影响其可能原因是___________________

3当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时,溶液(pH约为 8)SO32NO2转化为NO2,其离子方程式为:_________________________________________________________________________________

4CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液,达到平衡后溶液中c(SO32)=_____________________________[c(SO42)Ksp(CaSO3)Ksp(CaSO4)表示]CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率,其主要原因是__________________________________________________________________

5甲醇燃料电池在碱性溶液中的电极反应式。正极_________________________________负极____________________________________________________________________________

【答案】 317.3 O3NO2氧化成更高价氮氧化物 SO2O3的反应速率慢 SO322NO22OH=SO422NO2H2O Ksp(CaSO3)×c(SO42)/Ksp(CaSO4) CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO32的浓度增大,加快SO32NO2的反应速率 3O2 + 6H2O + 12e 12OH 2CH3OH - 12e + 16OH 2CO32- + 12H2O

【解析】1)设NO(g)O3(g)=NO2(g)O2(g) H1=2009kJ·mol1

NO(g)1/2O2(g)=NO2(g) H2=58.2kJ·mol1

根据盖斯定律推知,3NO(g)O3(g)=3NO2(g) H3=+2×②=317.3mol·L1

2O3氧化性强,当n(O3)n(NO)>1时,过量的O3可将NO2进一步氧化为更高价氮氧化物(或生成了N2O5);②根据图像可观察到,增加O3的物质的量,SO2的含量变化不大,可能是SO2O3的反应速率慢,使得O3的含量对该反应的反应速率影响不大。

3)根据题意,pH约为8的溶液中SO32- NO2转化为NO2-N元素化合价由+4变为+3,被还原,则SO32-被氧化,生成SO42-,根据电子守恒,n(SO32-) :n(NO2)=1:2,可知还需要OH-参与反应,该化学反应方程式为SO32-+2 NO2+2OH-= SO42-+ 2NO2-+H2O

4CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液,离子反应方程式为CaSO3+SO42-CaSO4+SO32-,平衡常数,即,故;根据离子反应方程式可知加入Na2SO4溶液,CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO32的浓度增大,加快SO32NO2的反应速率

5)甲醇燃料电池在碱性溶液中的电极反应式,正极:3O2 + 6H2O+12e12OH,负极:2CH3OH-12e+16OH 2CO32-+ 12H2O

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