【題目】二氧化硫直接排放會危害環(huán)境。利用工業(yè)廢堿渣（主要成分Na2CO3）可吸收煙氣中的SO2并制備無水Na2SO3，其流程如圖1。

已知：H2SO3、HSO3、SO32在水溶液中的物質(zhì)的量分數(shù)隨pH的分布如圖2，Na2SO3·7H2O和Na2SO3的溶解度曲線如圖3。

（1）Na2CO3溶液顯堿性，用離子方程式解釋其原因：_____________________。

（2）吸收煙氣

①為提高NaHSO3的產(chǎn)率，應(yīng)控制吸收塔中的pH為________。

②已知下列反應(yīng)：

SO2(g)+2OH(aq)==SO32(aq)+H2O(l)ΔH1＝164.3kJ·mol1

CO2(g)+2OH(aq)==CO32(aq)+H2O(l)ΔH2＝109.4kJ·mol1

2HSO3(aq)==SO32(aq)+SO2(g)+H2O(l)ΔH3＝+34.0kJ·mol1

吸收塔中Na2CO3溶液吸收SO2生成HSO3的熱化學方程式是________。

③吸收塔中的溫度不宜過高，可能的原因是________（寫出1種即可）。

（3）制備無水Na2SO3

①中和塔中反應(yīng)的離子方程式為_________________________________。

②從中和塔得到的Na2SO3溶液中要獲得無水Na2SO3固體，需控制溫度____________，同時還要_______________，以防止Na2SO3氧化。

【答案】CO32+H2OOH+HCO3 4～5 2SO2(g)+CO32(aq)+H2O(l)==2HSO3(aq)+CO2(g)ΔH＝88.9kJ·mol1 防止SO2的溶解度下降；防止HSO3受熱分解；防止HSO3的氧化速率加快等 HSO3+OH==H2O+SO32 高于34℃ 隔絕空氣

【解析】

(1)Na2CO3為強堿弱酸鹽，碳酸根水解呈堿性，離子方程式為CO32-+H2OOH-+HCO3-；
(2)①由圖象可知pH在4～5時NaHSO3的物質(zhì)的量分數(shù)最高；
②已知：i：SO2(g)+2OH- (aq)=SO32- (aq)+H2O(l)△H1=-164.3kJmol-1
ii：CO2(g)+2OH- (aq)=CO32- (aq)+H2O(l)△H2=-109.4kJmol-1

Iii：2HSO3- (aq)=SO32- (aq)+SO2(g)+H2O(l)△H3=+34.0kJmol-1，
利用蓋斯定律將i-ii-iii可得Na2CO3溶液吸收SO2生成HSO3-的熱化學方程式為2SO2(g)+CO32-(aq)+H2O(l)=2HSO3-(aq)+CO2(g)△H=-88.9kJmol-1，
③HSO3-不穩(wěn)定，受熱易分解；如溫度過高，可導(dǎo)致氣體的溶解度下降；且HSO3-易被氧化，所以吸收塔的溫度不易過高；

(3)①中和塔中亞硫酸氫鈉和氫氧化鈉反應(yīng)生成亞硫酸鈉和水，離子方程式為：HSO3+OH==H2O+SO32；

②據(jù)圖可知溫度高于34℃時亞硫酸鈉的溶解度隨溫度升高開始下降，所以需控制溫度高于34℃，便于析出無水亞硫酸鈉；同時要隔絕空氣，以防止Na2SO3氧化。

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】有關(guān)晶體的敘述中正確的是（ ）

A．在SiO2晶體中，由Si、O構(gòu)成的最小單元環(huán)中共有8個原子

B．在28g晶體硅中，含Si﹣Si共價鍵個數(shù)為4NA

C．金剛石的熔沸點高于晶體硅，是因為C﹣C鍵鍵能小于Si﹣Si鍵

D．鎂型和銅型金屬晶體的配位數(shù)均為12

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】（15分）甲烷水蒸氣催化重整（SMR）是傳統(tǒng)制取富氫混合氣的重要方法，具有工藝簡單、成本低等優(yōu)點。

回答下列問題：

（1）已知1000 K時，下列反應(yīng)的平衡常數(shù)和反應(yīng)熱：

①CH4(g)C(s)+2H2(g) K1=10.2 ΔH1

②2CO(g)C(s)+CO2(g) K2=0.6 ΔH2

③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) K3=1.4 ΔH3

④CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) K4 ΔH4（SMR）

則1000 K時，K4=____________；ΔH4=_________（用ΔH1、ΔH2、ΔH3來表示）。

（2）在進入催化重整裝置前，先要對原料氣進行脫硫操作，使其濃度為0.5 ppm以下。脫硫的目的為______________。

（3）下圖為不同溫度條件下電流強度對CH4轉(zhuǎn)化率的影響。由圖可知，電流對不同催化劑、不同溫度條件下的甲烷水蒸氣催化重整反應(yīng)均有著促進作用，則可推知ΔH4____0（填“>”或“<”）。

（4）下圖為不同溫度條件下6小時穩(wěn)定測試電流強度對H2產(chǎn)率的影響。由圖可知，隨著溫度的降低，電流對H2產(chǎn)率的影響作用逐漸____________（填“增加”“減小”或“不變”），600 ℃時，電流對三種催化劑中的____________（用圖中的催化劑表示式回答）影響效果最為顯著，當溫度高于750 ℃時，無論電流強度大小，有無催化劑，H2產(chǎn)率趨于相同，其原因是______________。

（5）我國科學家對甲烷和水蒸氣催化重整反應(yīng)機理也進行了廣泛研究，通常認為該反應(yīng)分兩步進行。第一步：CH4催化裂解生成H2和碳（或碳氫物種），其中碳（或碳氫物種）吸附在催化劑上，如CH4→Cads/[C(H)n]ads+(2–)H2；第二步：碳（或碳氫物種）和H2O反應(yīng)生成CO2和H2，如Cads/[C(H)n]ads +2H2O→CO2 +(2+)H2。反應(yīng)過程和能量變化殘圖如下（過程①沒有加催化劑，過程②加入催化劑），過程①和②ΔH的關(guān)系為：①_______②（填“＞”“＜”或“＝”）；控制整個過程②反應(yīng)速率的是第_______步，其原因為____________________________。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】下列離子方程式或化學方程式正確的是（ ）

A.鐵與水蒸氣在高溫下反應(yīng)：2Fe+3H2OFe2O3+3H2

B.Na投入水中：Na+H2O=Na++OH-+H2↑

C.氫氧化鐵膠體的制備Fe3++3H2O=Fe（OH）3↓+3H+

D.大理石溶于醋酸的反應(yīng)：CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】某溫度下，wg某物質(zhì)在足量氧氣中充分燃燒，其燃燒產(chǎn)物立即與過量的Na2O2反應(yīng)，固體質(zhì)量增加wg。在①H2；②CO；③CO和H2的混合物 ④HCHO；⑤CH3COOH；⑥HO-CH2-CH2-OH中，符合題意的是

A. 均不符合 B. 只有①②③ C. 只有④⑤ D. 全部符合

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】阿伏加德羅常數(shù)的值為。下列說法正確的是

A. 1L0.1mol·NH4Cl溶液中， 的數(shù)量為0.1

B. 2.4gMg與H2SO4完全反應(yīng)，轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.1

C. 標準狀況下，2.24LN2和O2的混合氣體中分子數(shù)為0.2

D. 0.1mol H2和0.1mol I2于密閉容器中充分反應(yīng)后，其分子總數(shù)為0.2

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】SCR和NSR技術(shù)可有效降低柴油發(fā)動機在空氣過量條件下的NOx排放。

（1）SCR（選擇性催化還原）工作原理：

①尿素水溶液熱分解為NH3和CO2，該反應(yīng)的化學方程式：___。

②反應(yīng)器中NH3還原NO2的化學方程式：___。

③當燃油中含硫量較高時，尾氣中SO2在O2作用下會形成(NH4)2SO4，使催化劑中毒。用化學方程式表示(NH4)2SO4的形成：__。

④尿素溶液濃度影響NO2的轉(zhuǎn)化，測定溶液中尿素（M=60g·mol-1）含量的方法如下：取ag尿素溶液，將所含氮完全轉(zhuǎn)化為NH3，所得NH3用過量的v1mLc1mol·L-1H2SO4溶液吸收完全，剩余H2SO4用v2mLc2mol·L-1NaOH溶液恰好中和，則尿素溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)是__。

（2）NSR（NOx儲存還原）工作原理：

NOx的儲存和還原在不同時段交替進行，如圖a所示。

①通過BaO和Ba(NO3)2的相互轉(zhuǎn)化實現(xiàn)NOx的儲存和還原。儲存NOx的物質(zhì)是__。

②用H2模擬尾氣中還原性氣體研究了Ba(NO3)2的催化還原過程，該過程分兩步進行，圖b表示該過程相關(guān)物質(zhì)濃度隨時間的變化關(guān)系。第一步反應(yīng)消耗的H2與Ba(NO3)2的物質(zhì)的量之比是__。

③還原過程中，有時會產(chǎn)生笑氣（N2O）。用同位素示蹤法研究發(fā)現(xiàn)笑氣的產(chǎn)生與NO有關(guān)。在有氧條件下15NO與NH3以一定比例反應(yīng)時，得到的笑氣幾乎都是15NNO。將該反應(yīng)的化學方程式補充完整：___□15NNO+□H2O___。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】丁烯是一種重要的化工原料，可由丁烷催化脫氫制備�；卮鹣铝袉栴}：

（1）正丁烷（C4H10）脫氫制1-丁烯（C4H8）的熱化學方程式如下：

①C4H10(g)= C4H8(g)+H2(g) ΔH1

已知：②C4H10(g)+ O2(g)= C4H8(g)+H2O(g) ΔH2=-119 kJ·mol-1

③H2(g)+ O2(g)= H2O(g) ΔH3=-242 kJ·mol-1

反應(yīng)①的ΔH1為________ kJ·mol-1。圖（a）是反應(yīng)①平衡轉(zhuǎn)化率與反應(yīng)溫度及壓強的關(guān)系圖，x_____________0.1（填“大于”或“小于”）；欲使丁烯的平衡產(chǎn)率提高，應(yīng)采取的措施是__________（填標號）。

A．升高溫度 B．降低溫度 C．增大壓強 D．降低壓強

（2）丁烷和氫氣的混合氣體以一定流速通過填充有催化劑的反應(yīng)器（氫氣的作用是活化催化劑），出口氣中含有丁烯、丁烷、氫氣等。圖（b）為丁烯產(chǎn)率與進料氣中n（氫氣）/n（丁烷）的關(guān)系。圖中曲線呈現(xiàn)先升高后降低的變化趨勢，其降低的原因是___________。

（3）圖（c）為反應(yīng)產(chǎn)率和反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線，副產(chǎn)物主要是高溫裂解生成的短碳鏈烴類化合物。丁烯產(chǎn)率在590℃之前隨溫度升高而增大的原因可能是___________、____________；590℃之后，丁烯產(chǎn)率快速降低的主要原因可能是_____________。

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科目：高中化學 來源： 題型：

【題目】近年全球氣候變暖，造成北極冰川大面積融化，其罪魁之一就是CO2，如何吸收大氣中的CO2，變廢為寶，是當今化學研究的主題之一。

I.二甲醚可用作溶劑、冷凍劑噴霧劑等，科學家提出利用CO2和H2合成二甲醚，反應(yīng)原理為2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) H

（1）已知：①H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g) △H1=+42kJ/mol

②CH3OCH3(g)+H2O(g)2CH3OH(g) H2=+24.52kJ/mol

③CH3OH(g)CO(g)+2H2(g) H3=+90.73kJ/mol

則H=__kJ/mol。

（2）一定溫度下，在一個2L的密閉容器中充入2molCO2和6molH2發(fā)生上述反應(yīng)，經(jīng)過5min反應(yīng)達到平衡，此時容器中壓強與起始壓強之比為3：4，則用CH3OCH3表示的平均反應(yīng)速率為__，H2的轉(zhuǎn)化率為___；此時若向體系中再加入2molCO2和1.5molH2O(g)，平衡__移動(填正向、逆向、不)。

（3）對于恒溫恒容條件下進行的反應(yīng)①，下列說法能說明反應(yīng)已達平衡的是__。

A.混合氣體密度不發(fā)生改變

B.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不再發(fā)生改變

C.v(CO)正=v(H2)逆

D.n(CO)與n(H2)的比值不變

（4）一定溫度下，密閉容器中進行的反應(yīng)③，測得平衡時混合物中某物質(zhì)的體積分數(shù)在不同壓強下隨溫度的變化如圖所示，則縱坐標表示的物質(zhì)是__，壓強P1_P2(填>、<)。

II.工業(yè)鍋爐長期煮燒會形成鍋垢(主要成分CaSO4、Mg(OH)2)，必須定期除去。

（5）CaSO4微溶于水和酸，可加入氫氧化鈉并通入CO2使轉(zhuǎn)化為CaCO3，然后加酸浸泡除去，反應(yīng)的離子方程式為CaSO4+CO32-=CaCO3+SO42-，室溫下，該反應(yīng)的化學平衡常數(shù)為__(室溫下，Ksp(CaCO3)=3×10-9，Ksp(CaSO4)=9×10-6)。

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