综合题14.0分
化学

烟气(主要污染物SO2、NOx)经O3预处理后用CaSO3水悬浮液吸收,可减少烟气中SO2、NOx的含量。O3氧化烟气中SO2、NOx的主要反应的热化学方程式为:

NO(g)+O3(g)= NO2(g)+O2(g)  △H=﹣200.9kJ.mol﹣1

NO(g)+O2(g)═NO2(g)        △H=﹣58.2kJ.mol﹣1

SO2(g)+O3(g)═SO3(g)+O2(g) △H=﹣241.6kJ.mol﹣1

31.反应3NO(g)+O3(g)=3NO2(g)的△H=_______mol·L-1

32.室温下,固定进入反应器的NO、SO2的物质的量,改变加入O3的物质的量,反应一段时间后体系中n(NO)、n(NO2)和n(SO2)随反应前n(O3):n(NO)的变化见右图。

①当n(O3):n(NO)>1时,反应后NO2的物质的量减少,其原因是__________。

②增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,其可能原因是_________。

33. 当用CaSO3水悬浮液吸收经O3预处理的烟气时,清液(pH约为8)中SO32-将NO2转化为NO2,其离子方程式为:___________。

34.CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液,达到平衡后溶液中c(SO32-)=________[用c(SO42-)、Ksp(CaSO3)和Ksp(CaSO4)表示];CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液能提高NO2的吸收速率,其主要原因是_________。

考察知识点

  • 离子方程式的书写

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第1小题正确答案及相关解析

正确答案

﹣317.3

解析

(1)NO(g)+O3(g)═NO2(g)+O2(g)△H=﹣200.9kJ.mol﹣1 

NO(g)+O2(g)═NO2(g)       △H=﹣58.2kJ.mol﹣1  

将方程式2②+①3NO(g)+O3(g)=3NO2(g),所以△H=2×(﹣58.2kJ.mol﹣1)+(﹣200.9kJ.mol﹣1)=﹣317.3kJ/mol,故答案为:﹣317.3;

考查方向

用盖斯定律进行有关反应热的计算;化学平衡的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.

解题思路

(1)NO(g)+O3(g)═NO2(g)+O2(g)△H=﹣200.9kJ.mol﹣1

NO(g)+O2(g)═NO2(g)       △H=﹣58.2kJ.mol﹣1②  将方程式2②+①3NO(g)+O3(g)=3NO2(g),焓变进行相应的改变;

易错点

本题考查了盖斯定律等知识点,侧重考查学生分析计算能力,题目难度中等.

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

O3将NO2氧化为更高价态氮氧化物       可能是其反应较慢

解析

(2)①当n(O3):n(NO)>1时,臭氧过量,臭氧具有强氧化性,能将反应后NO2氧化为更高价氮氧化物,导致二氧化氮减少,故答案为:O3将NO2氧化为更高价态氮氧化物;

②增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,说明浓度对反应速率影响较小,可能是其反应速率较慢,故答案为:可能是其反应较慢;

考查方向

用盖斯定律进行有关反应热的计算;化学平衡的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.

解题思路

(2)①臭氧具有强氧化性,能氧化生成的NO2;②增加n(O3),O3氧化SO2的反应几乎不受影响,说明浓度对反应速率影响较小,可能是其反应速率较慢;

易错点

本题考查了反应速率影响因素,侧重考查学生分析能力,题目难度中等.

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

SO32﹣+2NO2+2OH=SO42﹣+2NO2+H2O

解析

(3)溶液pH约为8,说明溶液呈碱性,SO32﹣将NO2转化为NO2,同时SO32﹣被氧化生成SO42﹣,根据反应物和生成物书写离子方程式为SO32﹣+2NO2+2OH=SO42﹣+2NO2+H2O,故答案为:SO32﹣+2NO2+2OH=SO42﹣+2NO2+H2O;

考查方向

用盖斯定律进行有关反应热的计算;化学平衡的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.

解题思路

(3)溶液pH约为8,说明溶液呈碱性,SO32﹣将NO2转化为NO2,同时SO32﹣被氧化生成SO42﹣,根据反应物和生成物书写离子方程式;

易错点

本题考查了氧化还原反应离子方程式的书写,题目难度中等.

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

     CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO32﹣的浓度增大,加快SO32﹣与NO2的反应速率

解析

(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液,发生反应CaSO3+SO42﹣=CaSO4+SO32﹣,溶液中c(Ca2+)= = ,所以c(SO32﹣)=;根据CaSO3+SO42﹣=CaSO4+SO32﹣知,加入硫酸钠导致c(SO32﹣)增大,浓度越大反应速率越大,所以加快反应速率,提高NO2的吸收速率,故答案为:;CaSO3转化为CaSO4使溶液中SO32﹣的浓度增大,加快SO32﹣与NO2的反应速率.

考查方向

用盖斯定律进行有关反应热的计算;化学平衡的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质.

解题思路

(4)CaSO3水悬浮液中加入Na2SO4溶液,发生反应CaSO3+SO42﹣=CaSO3+SO32﹣,溶液中c(Ca2+)==;根据CaSO3+SO42﹣=CaSO3+SO32﹣知,加入硫酸钠导致亚硫酸根离子浓度增大,浓度越大反应速率越大.

易错点

本题考查了溶度积常数计算,侧重考查学生分析计算能力,题目难度中等.