Question

近年华北地区频繁的雾霾天气已经引起人们的高度重视，化学反应原理可用于治理环境污染，请回答下列问题：

（1）一定条件下，可以用CO处理燃煤烟气生成液态硫，实现硫的回收。

①已知：2CO(g)+O₂(g) = 2CO₂(g)     ΔH= -566 kJ·mol^-1

S(l) +O₂(g) = SO₂(g)     ΔH=-296 kJ·mol^-1

则用CO处理燃煤烟气的热化学方程式是_____________________。

②在一定温度下，在2 L密闭容器中投入2 mol CO、l mol SO₂发生上述反应，达到化学平衡时SO₂的转化率为90%，则该温度下该反应的平衡常数K的数值为____________。

（2）SNCR—SCR是一种新型的烟气脱硝技术（除去烟气中的NO_x），其流程如下：

已知该方法中主要反应的热化学方程式：4NH₃(g)+4NO(g)+O₂(g)4N₂(g)+6H₂O(g)   ΔH=-1646 kJ·mol^-1，在一定温度下，在密闭恒压的容器中，能表示上述反应达到化学平衡状态的是__________________（填字母）。

a. 4v_逆(N₂) = v_正(O₂)

b.混合气体的密度保持不变

c. c(N₂)∶c(H₂O)∶c(NH₃)=4∶6∶4

d.单位时间内断裂4 mol N-H键的同时断裂4 mol键

（3）如图所示，反应温度会直接影响SNCR技术的脱硝效率。

①SNCR技术脱硝的最佳温度选择925 ℃的理由是_____________。

②SNCR与SCR技术相比，SNCR技术的反应温度较高，其原因是________________；但当烟气温度高于1000℃时，SNCR脱硝效率明显降低，其原因可能是__________________。

（4）一种三室微生物燃料电池可用于污水净化、海水淡化，其工作原理如图所示：

①中间室的Cl^-移向_________（填“左室”或“右室”），处理后的含硝酸根废水的pH__________（填“降低”或“升高”）

②若图中有机废水中有机物用C₆H₁₂O₆表示， 请写出左室发生反应的电极反应式：_________________。

Answer

2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(l) ΔH=-270kJ·mol-1 1620 b 925℃时脱硝效率高，残留氨浓度较小 反应的活化能较大，没有使用催化剂 因为脱硝主要反应是放热反应，温度过高，使脱硝主要反应的平衡逆向移动(或生成的N2与O2反应生成NO等其他合理答案） 左室 升高 C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+

【解析】(1). ①反应减反应可得2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(l) ΔH=-270kJ·mol-1 ②在一定温度下，在2 L密闭容器中投入2 mol CO、l mol SO2发生上述反应，达到化学平衡时SO2的转化率为90%，则生成0.9molS和1.8molCO2,余SO20.1mol和CO 0.2mol, 平衡混合气中CO2,、SO2和CO的浓度分别为0.9mol/L、0.05mol/L和0.1mol/L，则该温度下该反应的平衡常数K的数值为 = =1620。

(2).在一定温度下，在密闭恒压的容器中，因正反应是气体分子数增大的方向，所以反应后容器体积变大，而气体的质量守恒，所以混合气的密度是变量，能表示上述反应达到化学平衡状态的是b。a中两速率之比不等于化学计量数之比，所以正反应速率不等于逆反应速率，a不是；c中几种物质的浓度之比等于化学计量数之比并不是化学平衡状态的特征；d.单位时间内断裂4 mol N-H键（不是12mol）的同时断裂4 mol键也不能表示正反应速率和逆反应速率相等，所以也不是。

(3). ①SNCR技术脱硝的最佳温度选择925 ℃的理由是925℃时脱硝效率高，残留氨浓度较小 。

②SNCR与SCR技术相比，SNCR技术的反应温度较高，其原因是反应的活化能较大，没有使用催化剂降低其活化能；但当烟气温度高于1000℃时，SNCR脱硝效率明显降低，其原因可能是因为脱硝主要反应是放热反应，温度过高，使脱硝主要反应的平衡逆向移动(或生成的N2与O2反应生成NO等） 。

(4). 由图可知，左室中有机物被氧化为二氧化碳气体，所以左室为燃料电池的负极区；右室中硝酸根被还原为氮气，右室为正极区，电池工作时，中间室海水中的阴离子（主要为氯离子）向负极区移动，阳离子（主要为钠离子）向正极区移动，实现了海水的淡化。①中间室的Cl-移向左室 ，正极的电极反应为2NO3‑+10e-+6H2O=N2+12OH-,所以处理后的含硝酸根废水的pH升高。②有机废水中有机物用C6H12O6表示，左室发生反应的电极反应式为C6H12O6-24e-+6H2O=6CO2↑+24H+ 。

点睛：一个可逆反应是否处于化学平衡状态可从两方面 判断；一是看正反应速率是否等于逆反应速率，两个速率必须能代表正、逆两个方向，然后它们的数值之比还得等于化学计量数之比，具备这两点才能确定正反应速率等于逆反应速率；二是判断物理量是否为变量，变量不变达平衡。