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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)═(NH42SO3(aq)ΔH=akJ?mol-1
(NH42SO3(aq)+H2O(l)+SO2(g)═2NH4HSO3(aq)ΔH=bkJ?mol-1
2(NH42SO3(aq)+O2(g)═2(NH42SO4(aq)ΔH=ckJ?mol-1
反應NH3(g)+NH4HSO3(aq)+
1
2
O2(g)═(NH42SO4(aq)的ΔH=
a
-
b
+
c
2
a
-
b
+
c
2
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=k?c(SO2)?c(NO2),v=k?c(SO3)?c(NO),k、k分別為正、逆反應速率常數(shù)。在上述溫度范圍內(nèi),k、k與該反應的平衡常數(shù)K之間的關(guān)系為
K=
k
k
K=
k
k
。
(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
。
菁優(yōu)網(wǎng)

【答案】
a
-
b
+
c
2
;K=
k
k
;AC;>;0.06MPa;nHS--2(n-1)e-+nOH-=Sn2-+nH2O;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
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復制發(fā)布。
發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:12引用:1難度:0.6
相似題
  • 菁優(yōu)網(wǎng)1.硝酸工業(yè)是國民經(jīng)濟的命脈產(chǎn)業(yè),工業(yè)制硝酸通常是如下過程:
    步驟一:氮氣與氫氣合成氨氣;步驟二:氨氣的催化氧化;步驟三:NO的氧化再水化.
    請回答下列問題:
    (1)對于N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H1kJ/mol,滿足如圖1象:
    ①根據(jù)圖△H1
     
    0,T3
     
    T4.(填“>”“<”“=”)
    ②若溫度為T1且容積為2L的密閉容器下中,發(fā)生合成氨的反應,起始時通入2mol的N2和6mol的H2,10分鐘達到平衡狀態(tài),此時NH3的體積分數(shù)為60%.則0到10min內(nèi)用H2表示化學反應速率為
     
    mol/(L?min),N2的轉(zhuǎn)化率為
     
    ,反應開始和平衡狀態(tài)體系的壓強之比等于
     
    .T1溫度下平衡常數(shù)K≈
     
    ,若升高溫度K值
     
    .(填“增大”“減小”“不變”)
    ③若第②小問中反應體系達到平衡后,再通入1mol N2和3mol H2,則H2轉(zhuǎn)化率
     
    .(填“增大”“減小”“不變”)
    ④若恒定溫度為T1,容積為2L,則若開始通入2mol N2和2mol H2和2mol的NH3則反應開始時V
     
    V(填“>”“<”“=”),達到新的平衡狀態(tài)后,再通入2mol N2,則N2的轉(zhuǎn)化率
     
    .(填“升高”、“降低”或者“不變”)
    ⑤對于合成氨的體系中,既可以增大反應速率又可以提高H2的轉(zhuǎn)化率的措施有
     
    .(填兩點即可)
    (2)已知:
    化學鍵 N≡N H-H N-H
    鍵能/kJ/mol a b c
    則△H1=
     
    kJ/mol,問題(1)第②小問中能量變化為
     
    kJ.
    (3)已知:
    ①N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H1kJ/mol
    ②4NH3(g)+5O2(g)═4NO(g)+6H2O(l)△H2kJ/mol
    ③4NO(g)+3O2(g)+2H2O(g)═4HNO3(aq)△H3kJ/mol
    則N2(g)+3H2(g)+4O2(g)═2HNO3(aq)+2H2O(l)△H=
     
    kJ/mol(用a、b、c、△H2和△H3表示)

    發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:12引用:1難度:0.1
  • 2.硝酸是一種重要的化工原料,完成下列填空:
    Ⅰ.工業(yè)上生產(chǎn)硝酸的主要過程如下:
    (1)以N2和H2為原料合成氨氣。反應為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)+Q。
    (2)下列措施可以提高H2的轉(zhuǎn)化率的是(填選項序號)
     
    。
    a.選擇適當?shù)拇呋瘎?br />b.增大壓強
    c.及時分離生成的NH3
    d.升高溫度
    (3)一定溫度下,在密閉容器中充入1molN2和3molH2發(fā)生反應。若容器容積恒定,達到平衡狀態(tài)時,氣體的總物質(zhì)的量是原來的
    15
    16
    ,則N2的轉(zhuǎn)化率α1=
     
    ;若容器壓強恒定,達到平衡狀態(tài)時,N2的轉(zhuǎn)化率為α2,則α2
     
    α1 (填“>”、“<”或“=”)。
    Ⅱ.以氨氣、空氣為主要原料制硝酸。
    (4)氨氣催化氧化的催化劑是
     
    ;氨氣也可以在純氧中燃燒生成無毒、無污染的產(chǎn)物,其燃燒方程式為
     
    。
    (5)在容積恒定的密閉容器中進行反應2NO(g)+O2(g)?2NO2(g)-Q。該反應的反應速率(v)隨時間(t)變化的關(guān)系如圖所示。若t2、t4時刻只改變一個條件,下列說法正確的是(填選項序號)
     
    。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    a.在t1~t2時,可依據(jù)容器內(nèi)氣體的壓強保持不變判斷反應已達到平衡狀態(tài)
    b.在t2時,采取的措施可以是升高溫度
    c.在t3~t4時,可依據(jù)容器內(nèi)氣體的密度保持不變判斷反應已達到平衡狀態(tài)
    d.在t5時,容器內(nèi)NO2的體積分數(shù)是整個過程中的最大值
    Ⅲ.硝酸廠常用如下2種方法處理尾氣。
    (6)催化還原法:催化劑存在時用H2將NO2還原為N2。
    已知:2H2(g)+O2(g)→2H2O(g)+483.6kJ
    N2(g)+2O2(g)→2NO2 (g)+67.7kJ
    則H2還原NO2生成水蒸氣反應的熱化學方程式是
     

    (7)堿液吸收法:用Na2CO3溶液吸收NO2生成CO2。若9.2gNO2和Na2CO3溶液完全反應時轉(zhuǎn)移電子0.1mol,則反應的離子方程式是
     

    發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:8引用:1難度:0.5
  • 3.工業(yè)合成氨是人類科學技術(shù)的一項重大突破。其合成原理為:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,△S<0。
    菁優(yōu)網(wǎng)
    (1)下列關(guān)于工業(yè)合成氨的說法正確的是
     

    A.因為△H<0,所以該反應一定能自發(fā)進行
    B.因為△S<0,所以該反應一定不能自發(fā)進行
    C.在高溫下進行是為了提高反應物的轉(zhuǎn)化率
    D.生產(chǎn)中在考慮動力和設(shè)備材料承受能力的前提下,壓強越大轉(zhuǎn)化率越大
    (2)在恒溫恒容密閉容器中進行合成氨的反應,下列能說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是
     

    A.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2
    B.N2百分含量保持不變
    C.容器內(nèi)壓強保持不變
    D.混合氣體的密度保持不變
    (3)工業(yè)上合成氨的部分工藝流程如圖1。
    請用平衡移動原理來解釋在流程中及時分離出氨氣和循環(huán)使用氣體的原因
     

    (4)某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量對工業(yè)合成氨反應的影響。實驗結(jié)果如圖2所示。(圖中T表示溫度)
    ①圖象中T2和T1的關(guān)系是:T1
     
    T2。(填“>,<或=”,下同)
    ②a、b、c、d四點所處的平衡狀態(tài)中,反應物N2 的轉(zhuǎn)化率最高的是
     
    。(填字母)
    (5)恒溫下,往一個4L的密閉容器中充入2mol N2和5.2mol H2,反應過程中對NH3的濃度進行檢測,得到的數(shù)據(jù)如表所示。
    時間/min 5 10 15 20 25 30
    c(NH3)/mol?L-1 0.08 0.14 0.18 0.20 0.20 0.20
    ①10min時用N2表示的平均反應速率為
     
    mol/(L?min)-1,此條件下該反應的化學平衡常數(shù)K=
     
    。
    ②若維持容器體積不變,溫度不變,往原平衡體系中加入N2、H2和NH3各4mol,化學平衡將向反應方向移動
     
    。(填“正”或“逆”)
    ③已知:N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)  △H=-92kJ/mol
    N2(g)+O2(g)═2NO(g)△H=+181kJ/mol
    2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-484kJ/mol
    寫出氨氣催化氧化生成NO和水蒸氣的熱化學方程式
     
    。

    發(fā)布:2024/11/2 8:0:1組卷:72引用:1難度:0.4
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