煉鋼廠排放的燒結煙氣中主要含SO2、NO、N2、O2和水蒸氣．臭氧（O3）預氧化協(xié)同噴氨（NH3）技術可將煙氣中的污染物轉(zhuǎn)化為銨鹽和N2，實現(xiàn)脫硫脫硝．
說明：進行下列研究時均控制反應器內(nèi)溫度為100℃、模擬煙氣流速為2L/min.研究表明，100℃時，O3很難氧化SO2、NH3，NH3和NO基本不發(fā)生氧化還原反應．
（1）臭氧預氧化：向反應器中通入僅含0.3‰NO的模擬煙氣和O3．實驗測得出口處NO、NO2濃度隨n（O3）n（NO）的變化曲線如圖1所示．
①當n（O3）n（NO）＜1時，反應器中發(fā)生的主要反應的化學方程式為 O3+NO 100℃ O2+NO2O3+NO 100℃ O2+NO2．
②當n（O3）n（NO）＞1時，出口處NO2濃度急劇下降的原因是 O3將NO2氧化成更高價氮氧化物O3將NO2氧化成更高價氮氧化物．
（2）噴氨：向反應器中通入僅含0.5‰SO2的模擬煙氣，同時按n（NH3）n（SO2）=0.6通入NH3．在出口處測得NH3濃度降低65%、脫硫率為24%．隨后再按n（O3）n（SO2）=1通入O3，此時出口處NH3濃度幾乎為0，脫硫率提高至41%，反應器中檢測到（NH4）2SO4和NH4HSO4固體．NH4HSO4的生成過程可描述為 模擬煙氣中的SO2、水蒸氣先與NH3反應生成NH4HSO3（NH4HSO3熱穩(wěn)定性差，易分解，使得脫硫率不高）；通入O3后，NH4HSO3被O3氧化成較穩(wěn)定的NH4HSO4（促進上一步NH4HSO3的生成，從而提高脫硫率）模擬煙氣中的SO2、水蒸氣先與NH3反應生成NH4HSO3（NH4HSO3熱穩(wěn)定性差，易分解，使得脫硫率不高）；通入O3后，NH4HSO3被O3氧化成較穩(wěn)定的NH4HSO4（促進上一步NH4HSO3的生成，從而提高脫硫率）．
（3）O3-NH3協(xié)同脫硫脫硝：向反應器中通入含0.5‰SO2、0.3‰NO的模擬煙氣．
①按n（O3）n（NO）=1通入O3，硫、氮脫除率隨n（NH3）n（SO2）的變化曲線如圖2所示．隨著NH3量的增多，硫、氮脫除率幾乎同等程度地升高，但也存在明顯不足，主要缺點是 過量太多的氨氣對提高硫、氮脫除率的影響不大，同時產(chǎn)生大量氨氣尾氣，既浪費原料，也帶來新的污染過量太多的氨氣對提高硫、氮脫除率的影響不大，同時產(chǎn)生大量氨氣尾氣，既浪費原料，也帶來新的污染．
②按n（NH3）n（SO2）=1通入NH3、n（O3）n（NO）＞1通入O3，隨著O3投入量的增多，脫硝效率增大，而脫硫效率卻減小，其原因是 當n（O3）n（NO）＞1 時，O3將NO氧化為N2O5，此時NH3對N2O5的脫硝反應優(yōu)先于O3-NH3協(xié)同脫硫反應（脫硝速率大于脫硫速率），因此通入的O3量越多，生成的N2O5越多，脫硝效率越大；同時由于通入的NH3量一定，N2O5對NH3的消耗進一步限制了NH3與SO2反應的進行，使得脫硫效率減小當n（O3）n（NO）＞1 時，O3將NO氧化為N2O5，此時NH3對N2O5的脫硝反應優(yōu)先于O3-NH3協(xié)同脫硫反應（脫硝速率大于脫硫速率），因此通入的O3量越多，生成的N2O5越多，脫硝效率越大；同時由于通入的NH3量一定，N2O5對NH3的消耗進一步限制了NH3與SO2反應的進行，使得脫硫效率減小．
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【考點】化學平衡的影響因素．
【答案】O3+NO O2+NO2；O3將NO2氧化成更高價氮氧化物；模擬煙氣中的SO2、水蒸氣先與NH3反應生成NH4HSO3（NH4HSO3熱穩(wěn)定性差，易分解，使得脫硫率不高）；通入O3后，NH4HSO3被O3氧化成較穩(wěn)定的NH4HSO4（促進上一步NH4HSO3的生成，從而提高脫硫率）；過量太多的氨氣對提高硫、氮脫除率的影響不大，同時產(chǎn)生大量氨氣尾氣，既浪費原料，也帶來新的污染；當＞1 時，O3將NO氧化為N2O5，此時NH3對N2O5的脫硝反應優(yōu)先于O3-NH3協(xié)同脫硫反應（脫硝速率大于脫硫速率），因此通入的O3量越多，生成的N2O5越多，脫硝效率越大；同時由于通入的NH3量一定，N2O5對NH3的消耗進一步限制了NH3與SO2反應的進行，使得脫硫效率減小
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【解答】
【點評】
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發(fā)布：2024/4/20 14:35:0組卷：48引用：2難度：0.5
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3．現(xiàn)代工業(yè)將煤汽化，既可以提高燃料的利用率、減少CO、SO2等的排放，又可以擴大水煤氣的用途．甲醇是一種可再生能源，具有開發(fā)和應用的廣闊前景，工業(yè)上一般可采用水煤氣來合成甲醇CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）．
（1）如圖1是該反應在不同溫度下CO的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的曲線．
①T1和T2溫度下的平衡常數(shù)大小關系是K1K2（填“＞”、“＜”或“=”）．
②以下有關說法正確的是
a.恒溫、恒容條件下，容器內(nèi)的壓強不發(fā)生變化則可逆反應達到平衡
b.一定條件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍時可逆反應達到平衡
c.使用合適的催化劑能縮短達到平衡的時間并提高CH3OH的產(chǎn)率
d.某溫度下，將2molCO和6molH2充入2L的密閉容器中，充分反應，達到平衡后，測得c（CO）=0.2mol/L，則CO的轉(zhuǎn)化率為80%
（2）已知在常溫常壓下①2CH3OH（1）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）△H=-akJ?mol-1
②2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-bkJ?mol-1③H2O（g）=H2O（1）△H=-ckJ?mol-1
則：CH3OH（1）+O2（g）=CO（g）+2H2O（1）△H=kJ?mol-1
（3）2009年10月，中國科學院長春應用化學研究所在甲醇燃料電池技術方面獲得新突破，組裝出了自呼吸電池及主動式電堆．甲醇燃料電池的工作原理如圖2所示．
①該電池正極的電極反應式為．
②工作一段時間后，當6.4g甲醇完全反應生成CO2時，有個電子發(fā)生轉(zhuǎn)移．
（4）以上述電池做電源，用圖3所示裝置，在實驗室中模擬鋁制品面“鈍化”處理的過程中，發(fā)現(xiàn)溶液逐漸變渾濁，原因是、（用相關的電極反應式和離子方程式表示）發(fā)布：2024/12/30 14:0:1組卷：26引用：3難度：0.5