Question

一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：

2CO(g)+SO₂(g)2CO₂(g)+S(l)   △H

（1）已知2CO(g)+O₂(g)= 2CO₂(g)   △H₁=—566kJ•mol^—1

S(l) +O₂(g)= SO₂(g)   △H₂=—296kJ•mol^—1

则反应热ΔH=           kJ•mol^－1。

（2）其他条件相同、催化剂不同时，SO₂的转化率随反应温度的变化如图a。260℃时        （填Fe₂O₃、NiO或Cr₂O₃）作催化剂反应速率最快。Fe₂O₃和NiO作催化剂均能使SO₂的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe₂O₃的主要优点是               。

（3）科研小组在380℃、Fe₂O₃作催化剂时，研究了不同投料比[n(CO)∶n(SO₂)]对 SO₂转化率的影响，结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(CO)∶n(SO₂)=2∶1 时，SO₂转化率的预期变化曲线。

 （4）工业上还可用Na₂SO₃溶液吸收烟气中的SO₂：Na₂SO₃+SO₂+H₂O=2NaHSO₃。某温度下用1.0mol•L^－1 Na₂SO₃溶液吸收纯净的SO₂，当溶液中c(SO₃^2－)降至 0.2mol•L^－1时，吸收能力显著下降，应更换吸收剂。

①此时溶液中c(HSO₃^－)约为______mol•L^－1；

②此时溶液pH=______。（已知该温度下SO₃^2—+H⁺HSO₃^—的平衡常数K=8.0 × 10⁶ L•mol^－1，计算时SO₂、H₂SO₃的浓度忽略不计）

Answer

（16分）

（1）—270   （3分）  

（2）Cr2O3  （3分） Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源（3分）

（3）见下图  （3分）

（4）①1.6   （2分）   ②6   （2分）

【解析】

试题分析：（1）观察热化学方程式之间的关系，发现已知第1个热化学方程式减去第2个热化学方程式时，能够约去O2(g)得到2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(l)，根据盖斯定律，该反应热ΔH=△H1—△H2=—270kJ•mol－1；（2）读图a可知，260℃时平衡转化率：Cr2O3> Fe2O3>NiO，由此推断Cr2O3作催化剂时反应速率最快；读图可知，Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，当SO2的转化率相同时，反应温度：Fe2O3