Question

【題目】煤燃燒排放的煙含有SO2和NOx ， 形成酸雨、污染大氣，采用NaClO2溶液作為吸收劑可同時對煙氣進行脫硫、脫硝．回答下列問題：
（1）NaClO2的化學名稱為 ．
（2）在鼓泡反應器中通入含SO2、NOx的煙氣，反應溫度323K，NaClO2溶液濃度為5×10﹣3molL﹣1 ． 反應一段時間后溶液中離子濃度的分析結果如表．

離子	SO42﹣	SO32﹣	NO3﹣	NO2﹣	Cl﹣
c/（molL﹣1）	8.35×10﹣4	6.87×10﹣6	1.5×10﹣4	1.2×10﹣5	3.4×10﹣3

①寫出NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式 ． 增加壓強，NO的轉化率（填“提高”、“不變”或“降低”）．
②隨著吸收反應的進行，吸收劑溶液的pH逐漸（填“增大”、“不變”或“減小”）．
③由實驗結果可知，脫硫反應速率脫硝反應速率（填“大于”或“小于”）原因是除了SO2和NO在煙氣中初始濃度不同，還可能是 ．
（3）在不同溫度下，NaClO2溶液脫硫、脫硝的反應中SO2和NO的平衡分壓p0如圖所示．
①由圖分析可知，反應溫度升高，脫硫、脫硝反應的平衡常數均（填“增大”、“不變”或“減小”）．
②反應ClO2﹣+2SO32﹣═2SO42﹣+Cl﹣的平衡常數K表達式為 ．
（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從化學平衡原理分析，Ca（ClO）2相比NaClO具有的優點是 ．
②已知下列反應：
SO2（g）+2OH﹣（aq）═SO32﹣（aq）+H2O（l）△H1
ClO﹣（aq）+SO32﹣（aq）═SO42﹣（aq）+Cl﹣（aq）△H2
CaSO4（s）═Ca2+（aq）+SO42﹣（aq）△H3
則反應SO2（g）+Ca2+（aq）+ClO﹣（aq）+2OH﹣（aq）═CaSO4（s）+H2O（l）+Cl﹣（aq）的△H= ．

Answer 1

【答案】
（1）亞氯酸鈉
（2）2H2O+3ClO2﹣+4NO=4NO3﹣+3Cl﹣+4H+；提高；減小；大于；二氧化硫的還原性強于NO
（3）減小；
（4）生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應方向進行；△ H1+△ H2=△ H3
【解析】（1）NaClO2的化學名稱為亞氯酸鈉，所以答案是：亞氯酸鈉；
（2）①亞氯酸鈉具有氧化性，則NaClO2溶液脫硝過程中主要反應的離子方程式為2H2O+3ClO2﹣+4NO=4NO3﹣+3Cl﹣+4H+；正反應是體積減小的，則增加壓強，NO的轉化率提高，所以答案是：2H2O+3ClO2﹣+4NO=4NO3﹣+3Cl﹣+4H+；提高；
②根據反應的方程式2H2O+ClO2﹣+2SO2=2SO42﹣+Cl﹣+4H+ 2H2O+3ClO2﹣+4NO=4NO3﹣+3Cl﹣+4H+可知隨著吸收反應的進行氫離子濃度增大，吸收劑溶液的pH逐漸降低，所以答案是：減小；
③由實驗結果可知，在相同時間內硫酸根離子的濃度增加的多，因此脫硫反應速率大于脫硝反應速率．原因是除了SO2和NO在煙氣中的初始濃度不同，還可能是二氧化硫的還原性強，易被氧化，所以答案是：大于；二氧化硫的還原性強于NO；
（3）①有圖分析可知，反應溫度升高，氧氣和NO的平衡分壓負對數減小，這說明反應向逆反應方向進行，因此脫硫、脫硝反應的平衡常數均減小，所以答案是：減小；
②根據反應的方程式ClO2﹣+2SO32﹣═2SO42﹣+Cl﹣可知平衡常數K表達式 ，所以答案是： ；
（4）①如果采用NaClO、Ca（ClO）2替代NaClO2 ， 由于生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應方向進行，所以Ca（ClO）2效果好，所以答案是：生成的硫酸鈣微溶，降低硫酸根離子濃度，促使平衡向正反應方向進行；
②已知SO2（g）+2OH﹣（aq）═SO32﹣（aq）+H2O（l）△H1
ClO﹣（aq）+SO32﹣（aq）═SO42﹣（aq）+Cl﹣（aq）△H2
CaSO4（s）═Ca2+（aq）+SO42﹣（aq）△H3
則根據蓋斯定律可知①+②﹣③即得到反應SO2（g）+Ca2+（aq）+ClO﹣（aq）+2OH﹣（aq）═CaSO4（s）+H2O（l）+Cl﹣（aq）
， 所以答案是：△H1+△H2=△H3 ．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解反應熱和焓變的相關知識，掌握在化學反應中放出或吸收的熱量，通常叫反應熱，以及對化學平衡狀態本質及特征的理解，了解化學平衡狀態的特征：“等”即 V正=V逆>0；“動”即是動態平衡，平衡時反應仍在進行；“定”即反應混合物中各組分百分含量不變；“變”即條件改變，平衡被打破，并在新的條件下建立新的化學平衡；與途徑無關，外界條件不變，可逆反應無論是從正反應開始，還是從逆反應開始，都可建立同一平衡狀態（等效）．