Question

【題目】[2016·新課標(biāo)III]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。回答下列問題：

（1）NaClO2的化學(xué)名稱為 。

（2）在鼓泡反應(yīng)器中通入含有SO2和NO的煙氣，反應(yīng)溫度323 K，NaClO2溶液濃度為5×103 mol·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					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 。

（3）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。

①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”)。

②反應(yīng)+22+Cl的平衡常數(shù)K表達(dá)式為 。

（4）如果采用NaClO、Ca(ClO)2替代NaClO2，也能得到較好的煙氣脫硫效果。

①從化學(xué)平衡原理分析，Ca(ClO)2相比NaClO具有的優(yōu)點(diǎn)是 。

②已知下列反應(yīng)：

SO2(g)+2OH(aq) (aq)+H2O(l) ΔH1

ClO(aq)+ (aq) (aq)+Cl(aq) ΔH2

CaSO4(s) Ca2+(aq)+ (aq) ΔH3

則反應(yīng)SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO(aq)+2OH(aq) CaSO4(s)+H2O(l)+Cl(aq)的ΔH= 。

Answer 1

【答案】（1）亞氯酸鈉

（2）①4NO+3+4OH4+2H2O+3Cl 提高 ②減小 ③大于 NO溶解度較低或脫硝反應(yīng)活化能較高

（3）①減小 ②

（4）①形成CaSO4沉淀，反應(yīng)平衡向產(chǎn)物方向移動(dòng)，SO2轉(zhuǎn)化率提高 ②ΔH1+ΔH2ΔH3

【解析】本題考查反應(yīng)熱、化學(xué)平衡及離子方程式的書寫等知識(shí)，意在考查考生運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理解決實(shí)際問題的能力。（1）NaClO2中氯元素的化合價(jià)為+3，NaClO2的名稱是亞氯酸鈉。

（2）①NaClO2溶液脫硝過程中，NO轉(zhuǎn)化為、，主要轉(zhuǎn)化為，書寫離子方程式時(shí)運(yùn)用得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒，得到4NO+3+4OH4+2H2O+3Cl。上述反應(yīng)是氣體分子數(shù)減小的反應(yīng)，增加壓強(qiáng)有利于反應(yīng)正向進(jìn)行，使NO的轉(zhuǎn)化率提高。②根據(jù)上述反應(yīng)可知，隨著吸收反應(yīng)的進(jìn)行，溶液中c(H+)逐漸增大，pH逐漸減小。③由實(shí)驗(yàn)結(jié)果看出，溶液中含硫離子的濃度大于含氮離子的濃度，所以脫硫反應(yīng)速率大于脫硝反應(yīng)速率。這可能是因?yàn)镹O溶解度較低、脫硝反應(yīng)活化能較高等。

（3）①縱坐標(biāo)是平衡分壓的負(fù)對(duì)數(shù)，反應(yīng)溫度升高，SO2和NO的平衡分壓的負(fù)對(duì)數(shù)減小，即平衡分壓增大，說明平衡逆向移動(dòng)，所以平衡常數(shù)減小。②根據(jù)平衡常數(shù)表達(dá)式的規(guī)則書寫即可。

（4）①如果使用Ca(ClO)2，則生成的會(huì)與Ca2+結(jié)合，生成CaSO4沉淀，促使脫硫反應(yīng)正向移動(dòng)，提高SO2的轉(zhuǎn)化率。②設(shè)三個(gè)反應(yīng)依次是a、b、c，根據(jù)蓋斯定律，由a+bc得：SO2(g)+Ca2+(aq)+ClO(aq)+2OH(aq) CaSO4(s)+H2O(l) +Cl(aq) ΔH=ΔH1+ΔH2ΔH3。