18.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V形.
(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表.
离子SO42-SO32-NO3-NO2-Cl-
c/(mol•L-18.35×10-46.87×10-61.5×10-41.2×10-53.4×10-3
①写出NaClO2溶液脱硫过程中主要反应的离子方程式3ClO2-+4NO+4OH-=4NO3-+3Cl-+2H2O.增加压强,SO2的转化率提高(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逐渐降低 (填“提高”“不变”或“降低”).
③由实验结果可知,脱硫反应速率大于脱硝反应速率(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NO溶解度较低或脱硝反应活化能较高.
(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Pe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减小(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$\frac{c(C{l}^{-}){c}^{2}(S{{O}_{4}}^{2-})}{c(Cl{{O}_{2}}^{-}){c}^{2}(S{{O}_{4}}^{2-})}$
(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.
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