Question

烟气脱硫（SO₂）脱硝（NO_x）一体化技术是大气污染防治研究的热点。烟气中NO通常占NO_x总量的90%以上，但NO的脱除难度较大。某研究小组探究用次氯酸钙溶液同时脱除烟气中SO₂和NO的方法。

脱硫：Ca(ClO)₂(aq) + 2SO₂(g) + 2H₂O(l)=CaSO₄(s) + H₂SO₄(aq) + 2HCl(aq)    Ⅰ

脱硝：3Ca(ClO)₂(aq) + 4NO(g) + 2H₂O(l)=3CaCl₂(aq) + 4HNO₃(aq)            Ⅱ

请回答：

（1）脱硫过程涉及的各化学反应及其ΔH如下：

SO₂(g) + H₂O(l) H₂SO₃(aq)                     ΔH=a

Ca(ClO)₂(aq) + H₂SO₃(aq) = CaSO₃(s) + 2HClO(aq)      ΔH=b

CaSO₃(s) + HClO(aq) = CaSO₄(s) + HCl(aq)            ΔH=c

H₂SO₃(aq) + HClO(aq) = H₂SO₄(aq) + HCl(aq)          ΔH=d

脱硫反应Ⅰ的ΔH₁=      。

（2）脱硫反应Ⅰ和脱硝反应Ⅱ的平衡常数随温度的变化如下图所示：

①判断反应Ⅱ的ΔS₂      0、ΔH₂      0（填<、=或>），指出有利于自发进行的温度条件是      （填“较高温度”或“较低温度”）。

②预测用次氯酸钙溶液脱硫脱硝反应进行的程度并说明理由                                  。

（3）与NaClO溶液吸收法相比，Ca(ClO)₂法更能促进脱硫反应进行，理由是                       。

（4）与NaOH溶液吸收法相比，Ca(ClO)₂法的脱硫脱硝效率更高，理由是                          。

Answer

（1）2a + b + c + d （2）①< < 较低温度

②脱硫、脱硝反应都可以进行得很完全，因为脱硫、脱硝反应的平衡常数均很大

（3）CaSO4微溶，反应体系中的Ca2+有利于CaSO4沉淀的生成，促进吸收反应进行

（4）NO难溶于水，碱液对NOx的脱除效率较低；ClO-氧化性强，有利于将SO2、NO 氧化为它们的最高价态SO42-、NO3-，达到一体脱除的目的

【解析】

试题分析：（1）①SO2(g) + H2O(l)H2SO3(aq) ΔH=a

②Ca(ClO)2(aq) + H2SO3(aq) = CaSO3(s) + 2HClO(aq) ΔH=b

③CaSO3(s) + HClO(aq) = CaSO4(s) + HCl(aq) ΔH=c

④H2SO3(aq) + HClO(aq) = H2SO4(aq) + HCl(aq) ΔH=d

根据盖斯定律，化学反应Ca(ClO)2(aq) + 2SO2(g) + 2H2O(l)=CaSO4(s) + H2SO4(aq) + 2HCl(aq) 的ΔH1=2a + b + c + d 。

（2）①根据化学反应3Ca(ClO)2(aq) + 4NO(g) + 2H2O(l)=3CaCl2(aq) + 4HNO3(aq)，该反应是熵减的化学反应，则ΔS2 < 0；根据图象可知，温度升高，K值减小，所以该反应是放热反应，则ΔH2<0。根据判据，ΔH2—TΔS < 0反应能自发进行，该反应在较低温度下能自发进行。

②根据图象可知，脱硫、脱硝反应都可以进行得很完全，是因为脱硫、脱硝反应的平衡常数均很大。

（3）因为CaSO4微溶，反应体系中的Ca2+有利于CaSO4沉淀的生成，促进吸收反应进行，所以与NaClO溶液吸收法相比，Ca(ClO)2法更能促进脱硫反应进行。

（4）因为NO难溶于水，碱液对NOx的脱除效率较低；ClO-氧化性强，有利于将SO2、NO 氧化为它们的最高价态SO42-、NO3-，达到一体脱除的目的 ，所以与NaOH溶液吸收法相比，Ca(ClO)2法的脱硫脱硝效率更高。

考点：考查盖斯定律的应用，工业脱硫、脱硝的原理等知识。