煉鋼廠排放的燒結(jié)煙氣中主要含SO2、NO、N2、O2和水蒸氣．臭氧（O3）預(yù)氧化協(xié)同噴氨（NH3）技術(shù)可將煙氣中的污染物轉(zhuǎn)化為銨鹽和N2，實現(xiàn)脫硫脫硝．
說明：進(jìn)行下列研究時均控制反應(yīng)器內(nèi)溫度為100℃、模擬煙氣流速為2L/min.研究表明，100℃時，O3很難氧化SO2、NH3，NH3和NO基本不發(fā)生氧化還原反應(yīng)．
（1）臭氧預(yù)氧化：向反應(yīng)器中通入僅含0.3‰NO的模擬煙氣和O3．實驗測得出口處NO、NO2濃度隨n（O3）n（NO）的變化曲線如圖1所示．
①當(dāng)n（O3）n（NO）＜1時，反應(yīng)器中發(fā)生的主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為 O3+NO 100℃ O2+NO2O3+NO 100℃ O2+NO2．
②當(dāng)n（O3）n（NO）＞1時，出口處NO2濃度急劇下降的原因是 O3將NO2氧化成更高價氮氧化物O3將NO2氧化成更高價氮氧化物．
（2）噴氨：向反應(yīng)器中通入僅含0.5‰SO2的模擬煙氣，同時按n（NH3）n（SO2）=0.6通入NH3．在出口處測得NH3濃度降低65%、脫硫率為24%．隨后再按n（O3）n（SO2）=1通入O3，此時出口處NH3濃度幾乎為0，脫硫率提高至41%，反應(yīng)器中檢測到（NH4）2SO4和NH4HSO4固體．NH4HSO4的生成過程可描述為 模擬煙氣中的SO2、水蒸氣先與NH3反應(yīng)生成NH4HSO3（NH4HSO3熱穩(wěn)定性差，易分解，使得脫硫率不高）；通入O3后，NH4HSO3被O3氧化成較穩(wěn)定的NH4HSO4（促進(jìn)上一步NH4HSO3的生成，從而提高脫硫率）模擬煙氣中的SO2、水蒸氣先與NH3反應(yīng)生成NH4HSO3（NH4HSO3熱穩(wěn)定性差，易分解，使得脫硫率不高）；通入O3后，NH4HSO3被O3氧化成較穩(wěn)定的NH4HSO4（促進(jìn)上一步NH4HSO3的生成，從而提高脫硫率）．
（3）O3-NH3協(xié)同脫硫脫硝：向反應(yīng)器中通入含0.5‰SO2、0.3‰NO的模擬煙氣．
①按n（O3）n（NO）=1通入O3，硫、氮脫除率隨n（NH3）n（SO2）的變化曲線如圖2所示．隨著NH3量的增多，硫、氮脫除率幾乎同等程度地升高，但也存在明顯不足，主要缺點是 過量太多的氨氣對提高硫、氮脫除率的影響不大，同時產(chǎn)生大量氨氣尾氣，既浪費原料，也帶來新的污染過量太多的氨氣對提高硫、氮脫除率的影響不大，同時產(chǎn)生大量氨氣尾氣，既浪費原料，也帶來新的污染．
②按n（NH3）n（SO2）=1通入NH3、n（O3）n（NO）＞1通入O3，隨著O3投入量的增多，脫硝效率增大，而脫硫效率卻減小，其原因是 當(dāng)n（O3）n（NO）＞1 時，O3將NO氧化為N2O5，此時NH3對N2O5的脫硝反應(yīng)優(yōu)先于O3-NH3協(xié)同脫硫反應(yīng)（脫硝速率大于脫硫速率），因此通入的O3量越多，生成的N2O5越多，脫硝效率越大；同時由于通入的NH3量一定，N2O5對NH3的消耗進(jìn)一步限制了NH3與SO2反應(yīng)的進(jìn)行，使得脫硫效率減小當(dāng)n（O3）n（NO）＞1 時，O3將NO氧化為N2O5，此時NH3對N2O5的脫硝反應(yīng)優(yōu)先于O3-NH3協(xié)同脫硫反應(yīng)（脫硝速率大于脫硫速率），因此通入的O3量越多，生成的N2O5越多，脫硝效率越大；同時由于通入的NH3量一定，N2O5對NH3的消耗進(jìn)一步限制了NH3與SO2反應(yīng)的進(jìn)行，使得脫硫效率減小．
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【考點】化學(xué)平衡的影響因素．
【答案】O3+NO O2+NO2；O3將NO2氧化成更高價氮氧化物；模擬煙氣中的SO2、水蒸氣先與NH3反應(yīng)生成NH4HSO3（NH4HSO3熱穩(wěn)定性差，易分解，使得脫硫率不高）；通入O3后，NH4HSO3被O3氧化成較穩(wěn)定的NH4HSO4（促進(jìn)上一步NH4HSO3的生成，從而提高脫硫率）；過量太多的氨氣對提高硫、氮脫除率的影響不大，同時產(chǎn)生大量氨氣尾氣，既浪費原料，也帶來新的污染；當(dāng)＞1 時，O3將NO氧化為N2O5，此時NH3對N2O5的脫硝反應(yīng)優(yōu)先于O3-NH3協(xié)同脫硫反應(yīng)（脫硝速率大于脫硫速率），因此通入的O3量越多，生成的N2O5越多，脫硝效率越大；同時由于通入的NH3量一定，N2O5對NH3的消耗進(jìn)一步限制了NH3與SO2反應(yīng)的進(jìn)行，使得脫硫效率減小
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：46引用：2難度：0.5
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2．催化還原CO2是解決溫室效應(yīng)及能源問題的重要手段之一。研究表明，在Cu/ZnO催化劑存在下，CO2和H2可發(fā)生以下兩個平衡反應(yīng)。下列有關(guān)說法不正確的是（ ）
①CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-53.7kJ?mol-1
②CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H2=+41.2kJ?mol-1發(fā)布：2025/1/6 6:0:5組卷：90引用：3難度：0.5 -
3．現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化，既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放，又可以擴(kuò)大水煤氣的用途．甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應(yīng)用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
（1）如圖1是該反應(yīng)在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線．
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關(guān)系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有關(guān)說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強(qiáng)不發(fā)生變化則可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
b.一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應(yīng)達(dá)到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達(dá)到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應(yīng)，達(dá)到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
（2）已知在常溫常壓下①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-akJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1③H2O（g）=H2O（1）△H=-ckJ?mol-1
則：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=kJ?mol-1
（3）2009年10月，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所在甲醇燃料電池技術(shù)方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電堆．甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示．
①該電池正極的電極反應(yīng)式為．
②工作一段時間后，當(dāng)6.4g甲醇完全反應(yīng)生成CO2時，有個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（4）以上述電池做電源，用圖3所示裝置，在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁，原因是、（用相關(guān)的電極反應(yīng)式和離子方程式表示）發(fā)布：2024/12/30 14:0:1組卷：25引用：3難度：0.5
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