Question

【题目】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）SO2分子的空间构型为 ．
（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5×10﹣3molL﹣1 ． 反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如表．

离子	SO42﹣	SO32﹣	NO3﹣	NO2﹣	Cl﹣
c/（molL﹣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溶液脱硫过程中主要反应的离子方程式 ． 增加压强，SO2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 ．
（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Pa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
（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2 ， 也能得到较好的烟气脱硫效果．从化学平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的优点是 ．

Answer 1

【答案】
（1）V形
（2）3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O；提高；降低；大于； NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高
（3）减小；
（4）形成CaSO4沉淀,降低硫酸根离子浓度,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高
【解析】解：（1）SO2中S原子价层电子对=2+ （6﹣2×2）=3，所以采取sp2杂化方式，该分子中含有一个孤电子对，所以其空间构型是V形，

所以答案是：V形；（2）①亚氯酸钠具有氧化性，且NaClO2溶液呈碱性，则NaClO2溶液脱硝过程中主要反应的离子方程式为3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O；正反应是体积减小的，则增加压强，NO的转化率提高，

所以答案是：3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O；提高；

②根据反应的方程式3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O可知随着吸收反应的进行氢氧根离子被消耗，吸收剂溶液的pH逐渐降低，

所以答案是：降低；

③由实验结果可知，在相同时间内硫酸根离子的浓度增加的多，因此脱硫反应速率大于脱硝反应速率．原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同，还可能是NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高，

所以答案是：大于；NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高；（3）①由图分析可知，根据反应3ClO2﹣+4NO+4OH﹣=4NO3﹣+3Cl﹣+2H2O，NO的平衡分压的负对数随温度的升高而减小，则说明温度越高，NO的平衡分压越大，NO的含量越高，故升高温度，平衡向逆反应方向进行，平衡常数减小，所以答案是：减小；

②根据反应的方程式ClO2﹣+2SO32﹣═2SO42﹣+Cl﹣可知平衡常数K表达式为K= ，所以答案是： ；（4）如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2，生成硫酸钙沉淀，降低硫酸根离子浓度，促使平衡向正反应方向进行，所以Ca（ClO）2效果好，

所以答案是：形成CaSO4沉淀，降低硫酸根离子浓度，反应平衡向产物方向移动，SO2转化率提高；