Question

烟气(主要污染物SO₂、NO_x)经O₃预处理后用CaSO₃水悬浮液吸收，可减少烟气中SO₂、NO_x的含量。O₃氧化烟气中SO₂、NO_x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)＋1/2O₂(g)=NO₂(g)  △H=－58.2kJ·mol^－1

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

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

（2）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)的变化见下图。

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                 。

（3）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SO₃^2－将NO₂转化为NO₂^－，其离子方程式为：                          。

（4）CaSO₃水悬浮液中加入Na₂SO₄溶液，达到平衡后溶液中c(SO₃^2－)=          [用c(SO₄^2－)、K_sp(CaSO₃)和K_sp(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                            。

Answer

（1）－317.3

（2）①O3将NO2氧化成更高价氮氧化物 ②SO2与O3的反应速率慢

（3）SO32－＋2NO2＋2OH－=SO42－＋2NO2－＋H2O

（4）Ksp(CaSO3)×c(SO42－)/Ksp(CaSO4)

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】

试题分析：（1）根据盖斯定律①+②×2得出：3NO(g)＋O3(g)=3NO2(g) △H=－200.9－58.2×2kJ·mol-1=－317.3 kJ·mol-1；（2）①当n(O3)：n(NO)>1时，臭氧过量，NO2减少，利用O3的强氧化性，把NO2转化成更高价态；②增加n(O3) O3氧化SO2的反应几乎不受影响，可能是此反应速率较慢；（3）PH约为8，溶液显碱性，配平氧化剂（产物）、还原剂（产物），根据原子个数守恒和所带电荷数守恒，配平其他，SO32－＋2NO2＋2OH－=SO42－＋2NO2－＋H2O；（4）溶液中有Ca2+、SO32- 、SO42-，Ksp(CaSO4)= c(Ca2+－)×c(SO42-)，c(Ca2+－)= Ksp(CaSO4)/ c(SO42-),同理c(SO32－)= Ksp(CaSO3)/ c(Ca2+－)，推出c(SO32－)= Ksp(CaSO3) ×c(SO42-)/ Ksp(CaSO4)，利用反应向更难溶方向进行，溶液中c(SO32－)的增加，加快反应速率，故提高NO2的吸收速率。

【考点定位】反应热的计算、氧化还原反应方程式的书写、溶度积的计算

【名师点睛】考查反应热的计算、氧化还原反应方程式的书写、溶度积的计算等知识。主要考查化学反应原理有关知识，知识综合性强。首先需要熟练掌握盖斯定律，灵活运用。