Question

【题目】采用新技术减少氮氧化物、SO2等物质的排放，可促进社会主义生态文明建设。

（1）采用“联合脱硫脱氮技术” 处理烟气（含CO2、SO2、NO）可获得含CaCO3、CaSO4、Ca(NO2)2的副产品，工业流程如图所示。

①反应釜I采用“气—液逆流”接触吸收法(如图)，其优点是_____。

②反应釜II中CaSO3转化为CaSO4的化学反应方程式为_____。

（2）为研究“CO还原SO2”的新技术，在反应器中加入0.10 mol SO2，改变加入CO的物质的量，反应后体系中产物随CO的变化如图所示。其中产物Y的化学式是____。

（3）O2/CO2燃烧技术是指化石燃料在O2和CO2的混合气体中燃烧而不是在空气中燃烧，通过该燃烧技术可收集到高纯度的CO2。

①与在空气中燃烧相比，利用O2/CO2燃烧技术，烟气中NOx的排放量明显降低，其主要原因是_____。

②利用太阳能可实现反应：2CO2(g)=2CO(g)＋O2(g)，该反应能自发进行的原因是______。

③700℃时，以Ni-MgO/γ-Al2O3作催化剂，向2 L密闭容器中通入CO2和CH4各3 mol，发生反应：CO2(g)＋CH4(g)2CO(g)＋2H2(g)，反应达平衡时测得 CO的体积分数为40%，CO2的平衡转化率为_____。

④CO2在新型钴基电催化剂作用下可转化为清洁燃料—甲酸。其工作原理如图所示，写出生成甲酸的电极反应式：_____。

Answer 1

【答案】 使气体和石灰乳充分接触，提高气体的吸收效率 2NO2+CaSO3+Ca(OH)2=CaSO4+Ca(NO2)2+H2O S2 CO2代替了N2，减少了N2与O2反应 ΔS>0 66.7% CO2+2e－+H2O=HCOOH+O2-

【解析】(1) ①反应釜I采用“气一液逆流”接触吸收法的优点是使气体和石灰乳充分接触，提高气体的吸收效率；⑦反应釜Il中CaSO3转化为CaSO4是在石灰乳和二氧化氮作用下发生的反应，化学反应方程式为2NO2+CaSO3+Ca(OH)2=CaSO4+Ca(NO2)2+H2O；(2)根据图中信息，若以CO投入量为0.2mol，则为0.10 mol SO2与0.2molCO反应生成0.05molY和0.2molX，且“CO还原SO2”，则X与Y中有一种是CO2，根据质量守恒可知X为CO2，则Y只含有硫元素，应该为S2；(3) ①与在空气中燃烧相比．利用O2/CO2燃烧技术时，烟气中NOx的排放量明显降低，其主要原因是CO2代替了N2，减少了N2与O2反应；②利用太阳能可实现反应：2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)，该反应能为吸热反应，能自发进行，则△G=△H-T△S<0，必须△S>0； ③设C02的转化率为x则： CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)

开始时浓度（mol/L） 1.5 1.5 0 0

改变的浓度（mol/L） 1.5x 1.5x 3.0x 3.0x

平衡时浓度（mol/L） 1.5-1.5x 1.5-1.5x 3.0x 3.0x

，解得x= 66.7%，则C02的转化率为66.7%；④CO2在新型钴基电催化剂作用下，转化为清洁燃料甲酸的电极反应式为：CO2+2e-+H2O=HCOOH+O2-。