燃煤煙氣中的SO2是主要的大氣污染物之一。氫氣可用于還原二氧化硫,其主要反應(yīng)為:2H2(g)+SO2(g)?1xSx(g)+2H2O(g)。
(1)用氫氣進(jìn)行脫硫的優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)物無(wú)污染產(chǎn)物無(wú)污染。
(2)如圖1表示Co/Al2O3催化下,相同時(shí)間內(nèi)、不同溫度下的SO2的轉(zhuǎn)化率。由圖可知該反應(yīng)為放熱反應(yīng),解釋圖中溫度小于350℃時(shí),轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因是溫度小于350℃時(shí),沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),溫度升高,反應(yīng)速率加快,相同時(shí)間內(nèi)消耗的SO2增多,SO2轉(zhuǎn)化率增大溫度小于350℃時(shí),沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),溫度升高,反應(yīng)速率加快,相同時(shí)間內(nèi)消耗的SO2增多,SO2轉(zhuǎn)化率增大。
(3)以Co/Al2O3作催化劑時(shí)氫氣脫硫的過(guò)程由兩步反應(yīng)組成,過(guò)程如圖2所示。
①結(jié)合圖2中的信息,寫出第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式:SO2+3H2 鈷 H2S+2H2OSO2+3H2 鈷 H2S+2H2O。
②已知在反應(yīng)過(guò)程中,過(guò)量的H2可發(fā)生副反應(yīng):H2(g)+1xSx(g)?H2S (g),圖3中的兩條曲線分別代表SO2的轉(zhuǎn)化率或Sx的選擇性隨H2/SO2體積比的變化(Sx的選擇性:SO2的還原產(chǎn)物中Sx所占的百分比),可推斷曲線L2L2(填“L1”或“L2”)代表Sx的選擇性,理由是隨著H2/SO2的體積比越大,H2增多,過(guò)量的H2會(huì)發(fā)生反應(yīng):H2(g)+1xSx(g)?H2S (g),導(dǎo)致產(chǎn)物中c(Sx)減少隨著H2/SO2的體積比越大,H2增多,過(guò)量的H2會(huì)發(fā)生反應(yīng):H2(g)+1xSx(g)?H2S (g),導(dǎo)致產(chǎn)物中c(Sx)減少。
(4)如表所示為壓強(qiáng)對(duì)氫氣脫硫反應(yīng)的影響(已知:p(A)p總=n(A)n總)
1
x
鈷
鈷
1
x
1
x
1
x
p
(
A
)
p
總
n
(
A
)
n
總
實(shí)驗(yàn) | p(SO2)/kPa | p(H2)/kpa | SO2起始速率/10-4mol?L-1?h-1 | H2起始速率/10-4mol?L-1?h-1 | SO2的平衡轉(zhuǎn)化率/% |
1 | 13.3 | 26.7 | 1.90 | 3.74 | 90.6 |
2 | 26.6 | 26.7 | 2.26 | 4.43 | x |
3 | 13.3 | 52.3 | 4.06 | 7.94 | y |
4 | 26.6 | 52.3 | 4.83 | 9.41 | 96.2 |
ac
ac
。(填字母)a.要想增大反應(yīng)速率,增大S O2壓強(qiáng)比增大H2壓強(qiáng)更為有效
b.保持SO2/H2的比例不變,提高總壓,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率增加
c.x與y的值都在90.6至96.2之間
【答案】產(chǎn)物無(wú)污染;溫度小于350℃時(shí),沒(méi)有達(dá)到平衡狀態(tài),溫度升高,反應(yīng)速率加快,相同時(shí)間內(nèi)消耗的SO2增多,SO2轉(zhuǎn)化率增大;SO2+3H2 H2S+2H2O;L2;隨著H2/SO2的體積比越大,H2增多,過(guò)量的H2會(huì)發(fā)生反應(yīng):H2(g)+Sx(g)?H2S (g),導(dǎo)致產(chǎn)物中c(Sx)減少;ac
鈷
1
x
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:77引用:1難度:0.5
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