燃煤煙氣中的SO2是主要的大氣污染物之一。氫氣可用于還原二氧化硫,其主要反應(yīng)為:2H2(g)+SO2(g)?Sx(g)+2H2O(g)。
(1)用氫氣進(jìn)行脫硫的優(yōu)點(diǎn)是
產(chǎn)物無污染
產(chǎn)物無污染
。
(2)如圖1表示Co/Al2O3催化下,相同時(shí)間內(nèi)、不同溫度下的SO2的轉(zhuǎn)化率。由圖可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),解釋圖中溫度小于350℃時(shí),轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因是溫度小于350℃時(shí),沒有達(dá)到平衡狀態(tài),溫度升高,反應(yīng)速率加快,相同時(shí)間內(nèi)消耗的SO2增多,SO2轉(zhuǎn)化率增大
溫度小于350℃時(shí),沒有達(dá)到平衡狀態(tài),溫度升高,反應(yīng)速率加快,相同時(shí)間內(nèi)消耗的SO2增多,SO2轉(zhuǎn)化率增大
。
(3)以Co/Al2O3作催化劑時(shí)氫氣脫硫的過程由兩步反應(yīng)組成,過程如圖2所示。
①結(jié)合圖2中的信息,寫出第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式:。
②已知在反應(yīng)過程中,過量的H2可發(fā)生副反應(yīng):H2(g)+Sx(g)?H2S (g),圖3中的兩條曲線分別代表SO2的轉(zhuǎn)化率或Sx的選擇性隨H2/SO2體積比的變化(Sx的選擇性:SO2的還原產(chǎn)物中Sx所占的百分比),可推斷曲線L2
L2
(填“L1”或“L2”)代表Sx的選擇性,理由是隨著H
2/SO
2的體積比越大,H
2增多,過量的H
2會(huì)發(fā)生反應(yīng):H
2(g)+
S
x(g)?H
2S (g),導(dǎo)致產(chǎn)物中c(S
x)減少
隨著H
2/SO
2的體積比越大,H
2增多,過量的H
2會(huì)發(fā)生反應(yīng):H
2(g)+
S
x(g)?H
2S (g),導(dǎo)致產(chǎn)物中c(S
x)減少
。
(4)如表所示為壓強(qiáng)對(duì)氫氣脫硫反應(yīng)的影響(已知:=)
實(shí)驗(yàn) |
p(SO2)/kPa |
p(H2)/kpa |
SO2起始速率/10-4mol?L-1?h-1 |
H2起始速率/10-4mol?L-1?h-1 |
SO2的平衡轉(zhuǎn)化率/% |
1 |
13.3 |
26.7 |
1.90 |
3.74 |
90.6 |
2 |
26.6 |
26.7 |
2.26 |
4.43 |
x |
3 |
13.3 |
52.3 |
4.06 |
7.94 |
y |
4 |
26.6 |
52.3 |
4.83 |
9.41 |
96.2 |
下列關(guān)于表中數(shù)據(jù)的分析中,不正確的是
ac
ac
。(填字母)
a.要想增大反應(yīng)速率,增大S O
2壓強(qiáng)比增大H
2壓強(qiáng)更為有效
b.保持SO
2/H
2的比例不變,提高總壓,SO
2的平衡轉(zhuǎn)化率增加
c.x與y的值都在90.6至96.2之間
【答案】產(chǎn)物無污染;溫度小于350℃時(shí),沒有達(dá)到平衡狀態(tài),溫度升高,反應(yīng)速率加快,相同時(shí)間內(nèi)消耗的SO
2增多,SO
2轉(zhuǎn)化率增大;SO
2+3H
2H
2S+2H
2O;L
2;隨著H
2/SO
2的體積比越大,H
2增多,過量的H
2會(huì)發(fā)生反應(yīng):H
2(g)+
S
x(g)?H
2S (g),導(dǎo)致產(chǎn)物中c(S
x)減少;ac