Question

【題目】采用新技術(shù)減少氮氧化物、SO2等物質(zhì)的排放，可促進社會主義生態(tài)文明建設(shè)。

（1）采用“聯(lián)合脫硫脫氮技術(shù)” 處理煙氣（含CO2、SO2、NO）可獲得含CaCO3、CaSO4、Ca(NO2)2的副產(chǎn)品，工業(yè)流程如圖所示。

①反應(yīng)釜I采用“氣—液逆流”接觸吸收法(如圖)，其優(yōu)點是_____。

②反應(yīng)釜II中CaSO3轉(zhuǎn)化為CaSO4的化學(xué)反應(yīng)方程式為_____。

（2）為研究“CO還原SO2”的新技術(shù)，在反應(yīng)器中加入0.10 mol SO2，改變加入CO的物質(zhì)的量，反應(yīng)后體系中產(chǎn)物隨CO的變化如圖所示。其中產(chǎn)物Y的化學(xué)式是____。

（3）O2/CO2燃燒技術(shù)是指化石燃料在O2和CO2的混合氣體中燃燒而不是在空氣中燃燒，通過該燃燒技術(shù)可收集到高純度的CO2。

①與在空氣中燃燒相比，利用O2/CO2燃燒技術(shù)，煙氣中NOx的排放量明顯降低，其主要原因是_____。

②利用太陽能可實現(xiàn)反應(yīng)：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)，該反應(yīng)能自發(fā)進行的原因是______。

③700℃時，以Ni-MgO/γ-Al2O3作催化劑，向2 L密閉容器中通入CO2和CH4各3 mol，發(fā)生反應(yīng)：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)，反應(yīng)達平衡時測得 CO的體積分數(shù)為40%，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為_____。

④CO2在新型鈷基電催化劑作用下可轉(zhuǎn)化為清潔燃料—甲酸。其工作原理如圖所示，寫出生成甲酸的電極反應(yīng)式：_____。

Answer 1

【答案】 使氣體和石灰乳充分接觸，提高氣體的吸收效率 2NO2+CaSO3+Ca(OH)2=CaSO4+Ca(NO2)2+H2O S2 CO2代替了N2，減少了N2與O2反應(yīng) ΔS>0 66.7% CO2+2e－+H2O=HCOOH+O2-

【解析】(1) ①反應(yīng)釜I采用“氣一液逆流”接觸吸收法的優(yōu)點是使氣體和石灰乳充分接觸，提高氣體的吸收效率；⑦反應(yīng)釜Il中CaSO3轉(zhuǎn)化為CaSO4是在石灰乳和二氧化氮作用下發(fā)生的反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式為2NO2+CaSO3+Ca(OH)2=CaSO4+Ca(NO2)2+H2O；(2)根據(jù)圖中信息，若以CO投入量為0.2mol，則為0.10 mol SO2與0.2molCO反應(yīng)生成0.05molY和0.2molX，且“CO還原SO2”，則X與Y中有一種是CO2，根據(jù)質(zhì)量守恒可知X為CO2，則Y只含有硫元素，應(yīng)該為S2；(3) ①與在空氣中燃燒相比．利用O2/CO2燃燒技術(shù)時，煙氣中NOx的排放量明顯降低，其主要原因是CO2代替了N2，減少了N2與O2反應(yīng)；②利用太陽能可實現(xiàn)反應(yīng)：2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)，該反應(yīng)能為吸熱反應(yīng)，能自發(fā)進行，則△G=△H-T△S<0，必須△S>0； ③設(shè)C02的轉(zhuǎn)化率為x則： CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)

開始時濃度（mol/L） 1.5 1.5 0 0

改變的濃度（mol/L） 1.5x 1.5x 3.0x 3.0x

平衡時濃度（mol/L） 1.5-1.5x 1.5-1.5x 3.0x 3.0x

，解得x= 66.7%，則C02的轉(zhuǎn)化率為66.7%；④CO2在新型鈷基電催化劑作用下，轉(zhuǎn)化為清潔燃料甲酸的電極反應(yīng)式為：CO2+2e-+H2O=HCOOH+O2-。