Question

火力发电厂在发电过程中会释放大量的

SO₂，CO，NO而造成污染，对燃煤烟气进行脱硫、脱碳、脱硝等处理，以实现绿色环保、废物利用的目的．

（1）脱硫．

①用采用活性炭吸附含SO₂废气，2SO₂+O_2⇌2SO₃

某研究小组研究燃煤烟气流速、温度、水蒸气含量等因素对SO₂吸收效率的影响，实验结果如左图所示．

A 水蒸气含量10%，燃煤烟气流速0.01L/s

B 水蒸气含量5%，燃煤烟气流速0.01L/s

C水蒸气含量5%，燃煤烟气流速0.025L/s

根据左图所示，要提高燃煤烟气中SO₂的吸收效率，烟气流速应选择　　L/s，温度应选择　　（填“高温”或“低温”），应该　　水蒸气含量（填“提高”或“降低”）

②用惰性电极电解SO₂水溶液：H₂SO₃O₂↑+S↓+H₂O

装置如右图所示，S单质将在　　极得到（填“a”或“b”）

该电极的电极反应式　　

不考虑溶液体积的变化，电解槽右池的pH将　　

（填“上升”、“降低”或“不变”）

物质	CO	H2O	HCOOH
浓度/mol•L﹣1	0.5	1.5	0.5

（2）脱碳．将CO转化为甲酸HCOOH的反应为CO（g）+H₂O（g）⇌HCOOH （g），某温度下的平衡常数为1.5．此温度下，密闭容器中加入CO（g）与H₂O（g），某时刻测得各组分的浓度如右表：

反应的平衡常数表达式　K=　；比较此时正、逆反应速率的大小：v_正　　 v_逆（填“＞”、“＜”或“=”）．到达平衡时H₂O的平衡转化率为　　．

（3）脱硝．①烟气联合脱硝脱硫，可以有效提高可以显著提高SO₂吸收效率，其主要原因在于NO对2SO₂+O_2⇌2SO₃起催化作用，试用化学方程式表示该过程（提示：催化剂参与反应，但是质量和化学性质在反应前后都没有改变）　　、　　（不必配平）

②可以利用烟气中CO作为还原剂，催化还原NO，同步脱硝脱碳，

CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）△H=﹣283.0kJ•mol^﹣1；N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=182.6kJ•mol^﹣1

NO与CO反应得到无污染产物的热化学方程式为　　．

Answer 1

考点：

化学平衡的影响因素；热化学方程式；化学平衡建立的过程；化学平衡常数的含义．

专题：

基本概念与基本理论．

分析：

（1）①从图象分析，烟速流量越大，二氧化硫吸收率越低，温度越高，吸收率越低，水蒸气含量越大，吸收率越高，据此分析；

②依据电池反应阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气的反应，b为阳极，a为阴极，亚硫酸在阴极被还原为硫单质；用总反应方程式减去阳极反应式可得阴极反应式；

（2）化学平衡常数表达式K=，不列入固态和纯液体物质；Qc＜K时反应正向进行，反之逆向进行；平衡转化率利用三段式法计算；

（3）①NO做催化剂参与反应，首先被氧化为NO₂，NO₂在氧化SO₂成SO₃；

②利用盖斯定律解答．

解答：

解：（1）①从图象分析，烟速流量越大，二氧化硫吸收率越低，温度越高，吸收率越低，水蒸气含量越大，吸收率越高，所以选择：烟速流量小、温度低、水蒸气含量高的环境，故答案为：0.01；低温；提高；

②依据电池反应阳极上是氢氧根离子失电子生成氧气的反应，电极反应式为：4OH^﹣﹣4e﹣=2H₂O+O₂↑b为阳极，a为阴极，亚硫酸在阴极被还原为硫单质；用总反应方程式减去阳极反应式可得阴极反应式为：4e﹣+H₂O+H₂SO₃=S↓+4OH^﹣，右池pH升高，故答案为：a；4e﹣+H₂O+H₂SO₃=S↓+4OH^﹣；上升；

（2）反应CO（g）+H₂O（g）⇌HCOOH （g）的平衡常数表达式为K=；

Qc=0.50.5×1.5=0.67＜K=1.5，反应正向进行，v（正）＞v（逆）；

               CO（g）+H₂O（g）⇌HCOOH （g）

反应前（mol/L） 0.5    1.5       0.5

反应了（mol/L）  x      x         x

平衡后（mol/L）0.5﹣x  1.5﹣x     0.5+x

K==1.5，解得：x=0.25mol/L，加入水蒸气的浓度为：（1.5+0.5）mol/L=2.0mol/L，反应的水蒸气浓度为：0.25mol/L+0.5mol/L=0.75mol/L，所以水蒸气的平衡转化率为：=37.5%，

故答案为：K=；v（正）＞v（逆）；37.5%；

（3）①NO做催化剂参与反应，首先被氧化为NO₂，NO₂在氧化SO₂成SO₃，化学方程式为2NO+O₂=2NO₂，NO₂+SO₂=SO₃+NO，

故答案为：2NO+O₂=2NO₂；NO₂+SO₂=SO₃+NO；

②已知①CO（g）+O₂（g）=CO₂（g）△H=﹣283.0kJ•mol^﹣1；②N₂（g）+O₂（g）=2NO（g）△H=182.6kJ•mol^﹣1

据盖斯定律，①×2﹣②得：2CO（g）+2NO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△=﹣748.6KJ/mol，

故答案为：2CO（g）+2NO（g）=N₂（g）+2CO₂（g）△=﹣748.6KJ/mol．

点评：

本题考查了影响化学平衡移动的条件、电解原理、化学平衡常数及浓度熵、热化学方程式书写，考查全面，有一定难度．