Question

【題目】脫除煙氣中的氮氧化物（主要是指NO和NO2）可以凈化空氣、改善環(huán)境，是環(huán)境保護的主要課題。

（1）以漂粉精溶液為吸收劑脫除煙氣中的NO，相關(guān)熱化學方程式如下：

�。�4NO(g) + 3O2(g) + 2H2O(l) = 4HNO3(aq) H1 =﹣423 kJ·mol-1

ⅱ．Ca(ClO)2(aq) = CaCl2(aq) + O2(g) H2 =﹣120 kJ·mol-1

ⅲ．3Ca(ClO)2(aq) + 4NO(g) + 2H2O(l) = 4HNO3(aq) + 3CaCl2(aq) H3

① H3 = _______kJ·mol-1 。

② 反應(yīng)ⅲ的平衡常數(shù)隨溫度升高的變化趨勢是________。

（2）HClO可有效脫除NO，但HClO不穩(wěn)定，實際應(yīng)用中常用其鹽。C12和Ca(OH)2制取漂粉精的化學方程式是________。

（3）次氯酸鹽脫除NO的主要過程如下：

a．NO+HClO = NO2+HCl

b．NO + NO2+H2O 2HNO2

c．HClO+ HNO2 = HNO3+HCl

下列分析正確的是________。

A．煙氣中含有的少量O2能提高NO的脫除率

B．NO2單獨存在時不能被脫除

C．脫除過程中，次氯酸鹽溶液的pH下降

（4）研究不同pH、不同溫度下漂粉精溶液對NO脫除率的影響，結(jié)果如圖1、圖2。

圖1 圖2

① 圖1中，pH降低NO脫除率增大的原因：________。

② 脫除過程中往往有Cl2產(chǎn)生，原因是________（用離子方程式表示）。

③ 圖2中，60～80℃ NO脫除率下降的原因：________。（至少答出兩點）

Answer 1

【答案】-783.kJ/mol 變小 2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O AC pH降低，ClO- + H+ = HClO，溶液中c(HClO)增大 HClO + Cl- + H+ = Cl2↑+ H2O（或ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O） HClO受熱分解，c(HClO)濃度減小，氣體溶解度降低；反應(yīng)b平衡逆向移動；反應(yīng)ⅲ平衡逆向移動等

【解析】

（1）反應(yīng)ⅲ=ⅰ＋3×ⅱ；ΔH3=ΔH1＋3×ΔH2=﹣423 kJ·mol-1+3×（﹣120 kJ·mol-1）=-783.kJ/mol；反應(yīng)ⅲ為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡逆向移動，化學平衡常數(shù)減小；答案為-783.kJ/mol 變�。�

（2）氯氣和Ca(OH)2反應(yīng)，生成CaCl2和Ca(ClO)2，為歧化反應(yīng)，答案為2Cl2+2Ca(OH)2=CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O；

（3）A．煙氣中含有的少量O2，可直接與NO作用生成NO2，可以直接發(fā)生反應(yīng)b，可以提高NO的脫除率，A項正確；B．NO2可以直接與水反應(yīng)，生成NO和HNO3，有NO，可以發(fā)生脫除反應(yīng)，此外NO2化合價可以升高，具有還原性，HClO具有氧化性，也可以反應(yīng)。B項錯誤；C.脫除過程中，HClO為弱酸，但是生成了硝酸和鹽酸兩種強酸，pH值會減小，C項正確，答案為AC；

（4）①由于HClO是弱酸，會電離，HClOClO－＋H＋，pH減小，電離平衡逆向移動，HClO的濃度變大，有利于反應(yīng)a和b的進行，答案為pH降低，ClO- + H+ = HClO，溶液中c(HClO)增大；

②有氯氣生成，聯(lián)想到84消毒液和潔廁靈不能混合使用，溶液中既有Cl－又有HClO可以發(fā)生歸中反應(yīng)，生成Cl2，答案為HClO + Cl- + H+ = Cl2↑+ H2O（或ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O）；

③60～80℃較之前溫度有所提高，可以從物質(zhì)分解、氣體溶解度和平衡移動的角度思考，HClO不穩(wěn)定，易分解，升高溫度使HClO分解，溶液中的HClO濃度降低，NO脫除率降低。氣體的溶解度隨著溫度的升高而降低，NO的脫除率降低；反應(yīng)b為化合反應(yīng)，絕大多數(shù)化合為放熱反應(yīng)，升高溫度反應(yīng)b逆向移動，反應(yīng)ⅲ也放熱反應(yīng)，也逆向移動；均會使NO脫除率降低。答案為HClO受熱分解，c(HClO)濃度減小，氣體溶解度降低；反應(yīng)b平衡逆向移動；反應(yīng)ⅲ平衡逆向移動等。