（16分）雾霾天气严重影响人们的生活质量，其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮

Question

（16分）雾霾天气严重影响人们的生活质量，其中氮氧化物和硫氧化物是造成雾霾天气的主要原因之一。消除氮氧化物和硫氧化物有多种方法。（1）NH 3 催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。反应原理如图31-1所示： ①由图31-1可知SCR技术中的氧化剂为： 。②图31-2是不同催化剂Mn和Cr在不同温度下对应的脱氮率，由图可知最佳的催化剂和相应的温度分别为： 、 。③用Fe做催化剂时，在氨气足量的情况下，不同c(NO 2 )/c(NO)对应的脱氮率如图31-3所示，脱氮效果最佳的c(NO 2 )/c(NO)= 。已知生成1molN 2 反应放出的热量为QkJ，此时对应的脱氮反应的热化学方程式为 。 （2）利用喷雾干燥法脱硫工艺是除去SO 2 的常见方法，先将含SO 2 的废气溶于水，再用饱和石灰浆吸收，具体步骤如下：SO 2 (g)+H 2 O(l) H 2 SO 3 (l) H + (aq)+HSO 3 — (aq) IHSO 3 — (aq) H + (aq)+SO 3 2— (aq) IICa(OH) 2 (s) Ca 2+ (aq)+2OH — (aq) IIICa 2+ (aq)+SO 3 2— (aq) CaSO 3 (s) IV④步骤II的平衡常数K的表达式为 。⑤该温度下，吸收液中c(Ca 2+ )一直保持为0.70mol/L，已知Ksp(CaSO 3 )＝1.4×10 -7 ，则吸收后溶液中的SO 3 2- 的浓度。（写出计算过程，保留2位有效数字）

Answer 1

（1）① NO、NO 2   （2分）  ② Mn （2分）  200-250℃或范围内间任意温度（2分） ③1:1 （2分）    2NH 3 (g)+NO(g)+NO 2 (g) 2N 2 (g)+3H 2 O(g)　ΔH＝-2QkJ/mol （3分） (2) ④K＝  （2分） ⑤c(SO 3 2 － )＝  mol/L＝2×10 -7 mol/L（3分）

试题分析：（1）①根据反应前后元素化合价变化可知，氨气中氮元素的化合价从－3价升高到0价，失去电子被氧化做还原剂；氮氧化合中氮元素的化合价降低，得到电子被还原做氧化剂，因此氧化剂是NO、NO 2 。 ②根据图像可知，两种催化剂的脱氮率几乎是相同的，但Mn所在曲线的温度低，所以由图可知最佳的催化剂和相应的温度分别为Mn和200～250℃或范围内间任意温度。 ③根据图像可知c(NO 2 )/c(NO)＝1:1是脱氮率最高，由于每生成1molN 2 反应放出的热量为QkJ，所以此时对应的脱氮反应的热化学方程式为2NH 3 (g)+NO(g)+NO 2 (g) 2N 2 (g)+3H 2 O(g)　ΔH＝-2QkJ/mol。 (2) ④化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据化学方程式可知，该反应的平衡常数表达式K＝ 。 ⑤根据硫酸钙的溶度积常数表达式Ksp(CaSO 3 )＝c(Ca 2+ )·c(SO 3 2 － )可知，c(SO 3 2 － )＝ mol/L＝2×10 -7 mol/L。