第五屆聯(lián)合國環(huán)境大會(UNEA-5)于2021年2月在肯尼亞舉行,會議主題為“加大力度保護自然,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展”。有效去除大氣中的H2S,SO2以及廢水中的硫化物是環(huán)境保護的重要課題。
(1)氨水可以脫除煙氣中的SO2。氨水脫硫的相關(guān)熱化學方程式如下:
2NH3(g)+H2O(l)+SO2(g)═(NH4)2SO3(aq)ΔH=akJ?mol-1
(NH4)2SO3(aq)+H2O(l)+SO2(g)═2NH4HSO3(aq)ΔH=bkJ?mol-1
2(NH4)2SO3(aq)+O2(g)═2(NH4)2SO4(aq)ΔH=ckJ?mol-1
反應NH3(g)+NH4HSO3(aq)+O2(g)═(NH4)2SO4(aq)的ΔH=kJ?mol-1。(用含a、b、c的代數(shù)式表示))
(2)SO2可被NO2氧化:SO2(g)+NO2(g)?SO3(g)+NO(g)。當溫度高于225℃時,反應速率v正=k正?c(SO2)?c(NO2),v逆=k逆?c(SO3)?c(NO),k正、k逆分別為正、逆反應速率常數(shù)。在上述溫度范圍內(nèi),k正、k逆與該反應的平衡常數(shù)K之間的關(guān)系為 。
(3)在一定條件下,CO可以去除煙氣中的SO2,其反應原理為2CO(g)+SO2(g)?2CO2(g)+S(g)ΔH>0。其他條件相同、以γ-Al2O3作為催化劑,研究表明,γ-Al2O3在240℃以上發(fā)揮催化作用。反應相同的時間,SO2的去除率隨反應溫度的變化如圖1所示。下列有關(guān)SO2去除率的說法正確的是
AC
AC
。(填標號)
A.240℃以下,SO2能夠被催化劑吸附,溫度升高,吸附能力減弱,SO2去除率降低
B.以γ-Al2O3作為催化劑,SO2去除率最高只能達到80%
C.溫度高于500℃,SO2去除率降低是因為催化劑的活性降低
(4)在氣體總壓強分別為p1和p2時,反應2SO3(g)?2SO2(g)+O2(g)在不同溫度下達到平衡,測得SO3(g)及SO2(g)的物質(zhì)的量分數(shù)如圖2所示。
①壓強:p1>
>
(填“>”或“<”)p2。
②若p1=0.81MPa,起始時充入一定量的SO3(g)發(fā)生反應,計算Q點對應溫度下該反應的平衡常數(shù)Kp=0.06MPa
0.06MPa
(用平衡分壓代替平衡濃度計算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分數(shù))MPa。
(5)電化學氧化法是一種高效去除廢水中硫化物的方法,電解NaHS溶液脫硫的原理如圖3所示。堿性條件下,HS-首先被氧化生成中間產(chǎn)物Sn2-,Sn2-容易被繼續(xù)氧化而生成硫單質(zhì)。
①陽極HS-氧化為Sn2-的電極反應式為 nHS--2(n-1)e-+nOH-=Sn2-+nH2O
nHS--2(n-1)e-+nOH-=Sn2-+nH2O
。
②電解一段時間后,陽極的石墨電極會出現(xiàn)電極鈍化,導致電極反應不能持續(xù)有效進行,其原因是陽極產(chǎn)生的硫覆蓋在石墨電極表面,導致石墨電極導電性下降
陽極產(chǎn)生的硫覆蓋在石墨電極表面,導致石墨電極導電性下降
。