煙氣脫硫脫硝是減排研究的熱點,某實驗小組模擬O3氧化并結合(NH4)2SO3溶液吸收法,同時脫除SO2和NO的原理如圖所示:
氣體反應器的主要反應原理和相關數(shù)據(jù)如下表:
反應 |
平衡常數(shù)(25℃) |
活化能(kJ?mol-1) |
反應Ⅰ:2O3(g)?3O2(g)ΔH1=-286.6kJ?mol-1 |
1.6×1057 |
24.6 |
反應Ⅱ:NO(g)+O3(g)?NO2(g)+O2(g)ΔH2=-200.9kJ?mol-1 |
6.2×1034 |
3.17 |
反應Ⅲ:SO2(g)+O3(g)?SO3(g)+O2(g)ΔH3 |
1.1×1041 |
58.17 |
(1)已知2SO
2(g)+O
2(g)?2SO
3(g)ΔH=-196.6kJ?mol
-1,則ΔH
3=
-241.6kJ?mol-1
-241.6kJ?mol-1
。
(2)恒溫恒容下,SO
2和NO初始物質的量濃度均為1mol/L,檢測裝置1分析:
①經(jīng)5min時NO的轉化率為20%,則該時間內(nèi)生成NO
2的平均速率為v(NO
2)=
0.04mol?L-1?min-1
0.04mol?L-1?min-1
。
②相同時間內(nèi),SO
2和NO的轉化率隨O
3的濃度變化如圖1。結合數(shù)據(jù)分析NO的轉化率高于SO
2的原因是
反應Ⅲ的活化能高于反應Ⅱ的活化能,反應Ⅱ的速率更快
反應Ⅲ的活化能高于反應Ⅱ的活化能,反應Ⅱ的速率更快
。
(3)其它條件不變,SO
2和NO初始物質的量濃度相等時,經(jīng)檢測裝置2分析,在相同時間內(nèi),O
3與NO的物質的量之比對SO
2和NO脫除率的影響如圖2。O
3濃度很低時,SO
2脫除率卻超過97%,原因是
SO32-+SO2+H2O=2HSO3-
SO32-+SO2+H2O=2HSO3-
(可用離子方程式表示)。