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简答题 (16分)雾霾天气严重影响人们的生活质量,其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。
(1)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图31-1所示:
?
①由图31-1可知SCR技术中的氧化剂为:?????????????。
②图31-2是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率,由图可知最佳的催化剂和相应的温度分别为:??????????、?????????????。
③用Fe做催化剂时,在氨气足量的情况下,不同c(NO2)/c(NO)对应的脱氮率如图31-3所示,脱氮效果最佳的c(NO2)/c(NO)=????????????????。已知生成1molN2反应放出的热量为QkJ,此时对应的脱氮反应的热化学方程式为????????????????????????????。

(2)利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法,先将含SO2的废气溶于水,再用饱和石灰浆吸收,具体步骤如下:
SO2(g)+H2O(l)
H2SO3(l)
H+(aq)+HSO3—(aq) ??I
HSO3—(aq)
H+(aq)+SO32—(aq)????????????????II
Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq)+2OH—(aq)??????????????III
Ca2+(aq)+SO32—(aq)
CaSO3(s)????????????????IV
④步骤II的平衡常数K的表达式为??????????????????。
⑤该温度下,吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.70mol/L,已知Ksp(CaSO3)=1.4×10-7,则吸收后溶液中的SO32-的浓度。(写出计算过程,保留2位有效数字)
简答题 (16分)雾霾天气严重影响人们的生活质量,其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。
(1)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图31-1所示:
?
①由图31-1可知SCR技术中的氧化剂为:?????????????。
②图31-2是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率,由图可知最佳的催化剂和相应的温度分别为:??????????、?????????????。
③用Fe做催化剂时,在氨气足量的情况下,不同c(NO2)/c(NO)对应的脱氮率如图31-3所示,脱氮效果最佳的c(NO2)/c(NO)=????????????????。已知生成1molN2反应放出的热量为QkJ,此时对应的脱氮反应的热化学方程式为????????????????????????????。

(2)利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO2的常见方法,先将含SO2的废气溶于水,再用饱和石灰浆吸收,具体步骤如下:
SO2(g)+H2O(l)
H2SO3(l)
H+(aq)+HSO3—(aq) ??I
HSO3—(aq)
H+(aq)+SO32—(aq)????????????????II
Ca(OH)2(s)
Ca2+(aq)+2OH—(aq)??????????????III
Ca2+(aq)+SO32—(aq)
CaSO3(s)????????????????IV
④步骤II的平衡常数K的表达式为??????????????????。
⑤该温度下,吸收液中c(Ca2+)一直保持为0.70mol/L,已知Ksp(CaSO3)=1.4×10-7,则吸收后溶液中的SO32-的浓度。(写出计算过程,保留2位有效数字)
本题答案:(1)① NO、NO2??(2分)??② Mn (2分)?
本题解析:
试题分析:(1)①根据反应前后元素化合价变化可知,氨气中氮元素的化合价从-3价升高到0价,失去电子被氧化做还原剂;氮氧化合中氮元素的化合价降低,得到电子被还原做氧化剂,因此氧化剂是NO、NO2。
②根据图像可知,两种催化剂的脱氮率几乎是相同的,但Mn所在曲线的温度低,所以由图可知最佳的催化剂和相应的温度分别为Mn和200~250℃或范围内间任意温度。
③根据 图像可知c(NO2)/c(NO)=1:1是脱氮率最高,由于每生成1molN2反应放出的热量为QkJ,所以此时对应的脱氮反应的热化学方程式为2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)
2N2(g)+3H2O(g) ΔH=-2QkJ/mol。
(2) ④化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据化学方程式可知,该反应的平衡常数表达式K=
。
⑤根据硫酸钙的溶度积常数表达式Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)·c(SO32-)可知,c(SO32-)=
mol/L=2×10-7mol/L。
本题所属考点:【反应速率与平衡的有关计算】
本题难易程度:【一般】
One of these days in none of these days. 拖延时日,终难实现. /终久要做,等于不做.