Question

【題目】煤燃燒排放的煙氣含有SO2和NOx，形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時(shí)對(duì)煙氣進(jìn)行脫硫、脫硝，回答下列問(wèn)題：

（1）在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣，反應(yīng)溫度為323 K，NaClO2溶液濃度為 5×103mol·L1。反應(yīng)一段時(shí)間后溶液中離子濃度的分析結(jié)果如下表。

離子	SO42－	SO32－	NO3－	NO2－	Cl－
c/（mol·L1）	8.35×104	6.87×106	1.5×104	1.2×105	3.4×103

①寫出NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要反應(yīng)的離子方程式___________________________________。增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率______________（填“提高”、“不變”或“降低”）。

②隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行，吸收劑溶液的pH逐漸______________ （填“增大”“不變”或“減小”）。

③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，脫硫反應(yīng)速率______脫硝反應(yīng)速率（填“大于”或“小于”）。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是________________。

（2）在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中，SO2和NO的平衡分壓pc如圖所示。由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均_________（填“增大”、“不變”或“減小”）。

Answer 1

【答案】 4OH-＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋2H2O 提高 減小 大于 NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高 減小

【解析】考查氧化還原反應(yīng)、蓋斯定律、外界條件對(duì)反應(yīng)速率和平衡狀態(tài)的影響等。（1）①分析表中的數(shù)據(jù)可知，NaClO2溶液脫硝過(guò)程中主要生成氯離子和硝酸根離子，結(jié)合電子守恒和元素守恒寫出離子方程式為：4OH-＋3ClO2－＋4NO＝4NO3－＋3Cl－＋2H2O；該反應(yīng)只有NO為氣體，即正反應(yīng)是體積減小的，則增加壓強(qiáng)，NO的轉(zhuǎn)化率提高；②由于吸收二氧化硫和NO過(guò)程中生成H+，溶液中的c(H+)增大，溶液的pH逐漸降低；③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在相同時(shí)間內(nèi)硫酸根離子的濃度增加的多，因此脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高。（2）在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應(yīng)中，SO2和NO的平衡分壓px如圖所示。由圖分析可知，反應(yīng)溫度升高，O2和NO的平衡分壓負(fù)對(duì)數(shù)減小，這說(shuō)明反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，因此脫硫、脫硝反應(yīng)的平衡常數(shù)均減小。