脫硫脫氮技術(shù)是環(huán)境科學研究的熱點。
(1)某實驗小組模擬O3氧化并結(jié)合(NH4)2SO3溶液吸收法,同時脫除SO2和NO的過程示意圖如圖。

已知氣體反應(yīng)器中主要發(fā)生如下反應(yīng)(K為25℃下平衡常數(shù)、E為活化能):
i.2O3(g)?3O2(g)ΔH1=-286.6kJ?mol-1、K1=1.6×1057、E1=24.6kJ?mol-1
ii.NO(g)+O3(g)?NO2(g)+O2(g)ΔH2=-200.9kJ?mol-1、K2=6.2×1034、E2=3.17kJ?mol-1
iii.SO2(g)+O3(g)?SO3(g)+O2(g)ΔH3=-241.6kJ?mol-1、K3=1.1×1041、E3=58.17kJ?mol-1
①其他條件不變時,溫度高于150℃,在相同時間內(nèi)SO2和NO的轉(zhuǎn)化率均隨溫度升高而降低,原因是 反應(yīng)ii和iii均為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,故SO2和NO的轉(zhuǎn)化率均降低反應(yīng)ii和iii均為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,故SO2和NO的轉(zhuǎn)化率均降低。
②其他條件不變,SO2和NO初始的物質(zhì)的量濃度相等時,經(jīng)檢測裝置1分析,在相同時間內(nèi)SO2和NO的轉(zhuǎn)化率隨O3的濃度的變化關(guān)系如圖-1所示。NO的轉(zhuǎn)化率始終高于SO2的原因是 反應(yīng)ii的活化能較小,反應(yīng)ii更容易發(fā)生,NO的轉(zhuǎn)化率更大反應(yīng)ii的活化能較小,反應(yīng)ii更容易發(fā)生,NO的轉(zhuǎn)化率更大。

③從檢測裝置1中排出的氣體經(jīng)如圖-2所示的(NH4)2SO3溶液吸收器吸收,NO2被還原成NO-2。該噴淋吸收塔裝置的優(yōu)點是 NO2與(NH4)2SO3溶液充分接觸,使NO2吸收更加充分NO2與(NH4)2SO3溶液充分接觸,使NO2吸收更加充分。
④其他條件不變,SO2和NO初始的物質(zhì)的量濃度相等時,經(jīng)檢測裝置2分析,在相同時間內(nèi),O3與NO的物質(zhì)的量之比對SO2和NO脫除率的影響如圖-3所示。O3的濃度很低時,SO2的脫除率超過97%,其原因是 (NH4)2SO3溶液直接與SO2反應(yīng)是脫除SO2的主要反應(yīng)(NH4)2SO3溶液直接與SO2反應(yīng)是脫除SO2的主要反應(yīng)。

(2)科研人員研究發(fā)現(xiàn)厭氧氨氧化生物酶體系可以促進H+和電子的轉(zhuǎn)移(如a、b和c),能將廢水中的NO-2轉(zhuǎn)化為N2進入大氣層,其反應(yīng)過程如圖-4所示。
①請結(jié)合反應(yīng)方程式,描述上述轉(zhuǎn)化的具體過程:NO-2與生物酶1反應(yīng)生成NO和H2O,NO與NH+4以及生物酶2反應(yīng)生成N2H4和H2O,N2H4再失去電子,生成N2和H+NO-2與生物酶1反應(yīng)生成NO和H2O,NO與NH+4以及生物酶2反應(yīng)生成N2H4和H2O,N2H4再失去電子,生成N2和H+。
②若廢水中存在一定濃度的O2時,則上述轉(zhuǎn)化無法發(fā)生,其可能原因是 NO與O2反應(yīng)生成了NO2,使反應(yīng)Ⅱ無法正常進行NO與O2反應(yīng)生成了NO2,使反應(yīng)Ⅱ無法正常進行。
NO
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2
NO
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2
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2
NH
+
4
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2
NH
+
4
【答案】反應(yīng)ii和iii均為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,故SO2和NO的轉(zhuǎn)化率均降低;反應(yīng)ii的活化能較小,反應(yīng)ii更容易發(fā)生,NO的轉(zhuǎn)化率更大;NO2與(NH4)2SO3溶液充分接觸,使NO2吸收更加充分;(NH4)2SO3溶液直接與SO2反應(yīng)是脫除SO2的主要反應(yīng);與生物酶1反應(yīng)生成NO和H2O,NO與以及生物酶2反應(yīng)生成N2H4和H2O,N2H4再失去電子,生成N2和H+;NO與O2反應(yīng)生成了NO2,使反應(yīng)Ⅱ無法正常進行
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【解答】
【點評】
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