SO2具有抗氧化、保鮮、防腐、脫色等功用,合理利用二氧化硫可服務于人們更好的生活。但空氣中過量的二氧化硫會形成酸雨、易引起呼吸道疾病等問題,因此,二氧化硫的污染治理是化學研究的重要課題。
(1)“鈣基固硫”的原理是燃煤時加入CaCO3或CaO以減少二氧化硫的排放,涉及的反應有:
①CaCO3(s)═CaO(s)+CO2(g)△H1=+178.2kJ/mol
②CaO(s)+SO2(g)═CaSO3(s)△H2=-402.0kJ/mol
③2CaSO3(s)+O2(g)═2CaSO4(s)△H3=-2314.8kJ/mol
則2CaCO3(s)+2SO2(g)+O2(g)═2CaSO4(s)+2CO2(g)△H=-2762.4kJ/mol-2762.4kJ/mol。
(2)石灰石-石膏法是一種常見的“鈣基固硫”方法。其中,石灰石的溶解率與脫硫效果有著密切的關系。根據(jù)雙模理論,可將催化條件下CaCO3吸收SO2宏觀反應分為三步:
I.本征反應,即在催化劑作用下,溶解的SO2和Ca2+發(fā)生化學反應,且反應在液相中進行,反應速率為RA;
II.CaCO3由固相溶解進入液相,溶解速率為RB;
III.SO2由氣相擴散進入液相,擴散速率為RC。
溫度變化對總反應速率的影響如圖,溫度在25~45℃時,總反應速率受 RARA(填“RA”、“RB”或“RC”)控制。45~55℃曲線呈下降趨勢的原因:一是CaCO3溶解度隨溫度的升高而降低,二是 SO2溶解度隨溫度升高而降低SO2溶解度隨溫度升高而降低。
(3)硝化法技能生產(chǎn)硫酸,也能處理二氧化硫,主要反應為:NO2(g)+SO2(g)?SO3(g)+NO(g)△H<0。t℃時,向恒容密閉容器中加入等物質的量的NO2和SO2,達到平衡時NO和NO2的濃度之比為3:1。
①t℃時,該反應的化學平衡常數(shù)為 99。
②t℃時,向某容器中同時充入NO2、SO2、SO3、NO各1mol,V正>>V逆(填“>”、“<”或“=”)。
(4)某實驗室嘗試變廢為寶,模仿工業(yè)制硫酸工藝利用SO2,方程式為2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),在一容積固定為10L的密閉容器中進行該反應,測得如表數(shù)據(jù):
實驗組 | 溫度(℃) | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達到平衡所需時間/h | |
SO2 | O2 | SO2 | |||
1 | 250 | 4 | 2 | 0.4 | 48 |
2 | 260 | 2 | 1 | 0.4 | 16 |
3 | 260 | a | b | c | t |
溫度升高,反應速率增大
溫度升高,反應速率增大
。②在第3組的實驗中一開始加入了0.5mol的SO3,反應達平衡時c仍為0.4mol,則a=
1.5
1.5
,b=0.75
0.75
。【答案】-2762.4kJ/mol;RA;SO2溶解度隨溫度升高而降低;9;>;溫度升高,反應速率增大;1.5;0.75
【解答】
【點評】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:48引用:1難度:0.4
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