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工業(yè)上常采取以下方法除去H2S和SO2并回收利用。
完成下列填空:
石灰-石膏法和堿法是常用的煙氣脫硫法。
石灰-石膏法的吸收反應(yīng)為SO2+Cu(OH)2═CaSO3↓+H2O。吸收產(chǎn)物亞硫酸鈣由管道輸送至氧化塔氧化,反應(yīng)為2CaSO3+O2+4H2O═2CaSO4?2H2O。其流程如圖:
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堿法吸收的流程如圖。堿法的特點(diǎn)是氫氧化鈉堿性強(qiáng)、吸收快、效率高。
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已知:
試劑 Ca(OH)2 NaOH
價(jià)格(元/kg) 0.36 2.9
吸收SO2的成本(元/mol) 0.027 0.232
(1)寫出堿法吸收原理的離子方程式
S
O
2
+
2
O
H
-
S
O
2
-
3
+
H
2
O
S
O
2
+
2
O
H
-
S
O
2
-
3
+
H
2
O
。
(2)和堿法相比,石灰-石膏法的優(yōu)點(diǎn)是
原料易得、成本低
原料易得、成本低
,缺點(diǎn)是
吸收速率慢、效率低
吸收速率慢、效率低

(3)在石灰-石膏法和堿法的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)一個(gè)改進(jìn)的、能實(shí)現(xiàn)物料循環(huán)的煙氣脫硫方案(用流程圖表示)。SO2可通過(guò)如下反應(yīng)回收硫:2CO(g)+SO2(g)?S(s)+2CO2(g)。
(4)寫出該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式K=
c
2
C
O
2
c
2
CO
?
c
S
O
2
c
2
C
O
2
c
2
CO
?
c
S
O
2
。
(5)其他條件不變時(shí),隨著溫度的升高,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化曲線如圖所示,請(qǐng)解釋其可能的原因
該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,當(dāng)溫度高于445℃后,硫變成氣態(tài),其過(guò)程需要吸熱,使反應(yīng)變?yōu)槲鼰岱磻?yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高
該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,當(dāng)溫度高于445℃后,硫變成氣態(tài),其過(guò)程需要吸熱,使反應(yīng)變?yōu)槲鼰岱磻?yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高
。
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已知硫的沸點(diǎn)約是445℃,用Fe2(SO43溶液吸收H2S生成FeSO4。FeSO4被O2氧化使Fe2(SO43再生,其原理為:4FeSO4+O2+2H2SO4
硫桿菌
2Fe2(SO43+2H2O。
(6)硫桿菌存在時(shí),F(xiàn)eSO4被氧化的速率是無(wú)菌時(shí)的5×105倍。由圖1和圖2判斷,使用硫桿菌的最佳條件為
30℃、pH=2.0
30℃、pH=2.0
;若反應(yīng)溫度過(guò)高,反應(yīng)速率下降,其原因是
蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性)
蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性)

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廢氣中的H2S通過(guò)高溫?zé)岱纸饪芍迫錃猓?H2S(g)?2H2(g)+S2(g)?,F(xiàn)在3L密閉容器中,控制不同溫度進(jìn)行H2S分解實(shí)驗(yàn)。
(7)某溫度時(shí),H2S的轉(zhuǎn)化率達(dá)到最大值的依據(jù)是
ac
ac
(選填編號(hào))。
A.氣體的壓強(qiáng)不發(fā)生變化
B.氣體的密度不發(fā)生變化
C.
c
2
H
2
?
c
S
2
c
2
H
2
S
不發(fā)生變化
D.單位時(shí)間里分解的H2S和生成的H2一樣多
(8)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。圖中曲線a表示H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系,曲線b表示不同溫度下、反應(yīng)經(jīng)過(guò)相同時(shí)間且未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率。曲線b隨溫度的升高,向曲線a逼近的原因是
隨著溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需要的時(shí)間變短
隨著溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需要的時(shí)間變短

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H2S分別與CO、CO2反應(yīng)均能制得糧食熏蒸劑COS,反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:CO(g)+H2S(g)?COS(g)+H2(g)
反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)+H2S(g)?COS(g)+H2O(g)
已知:在相同條件下,v(Ⅰ,H2S)>v(Ⅱ,H2S)
向兩個(gè)容積相同的密閉容器中按下表投料(N2不參與反應(yīng)),分別H2S發(fā)生上述反應(yīng)。
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反應(yīng)Ⅰ 反應(yīng)Ⅱ
起始投料 CO H2S N2 CO2 H2S N2
起始物質(zhì)的量(mol) 1 1 3 1 1 3
圖中實(shí)線a、b表示在相同的時(shí)間內(nèi)c(COS)隨溫度的變化關(guān)系。
圖中虛線c、d表示兩反應(yīng)的平衡曲線。
(9)W的坐標(biāo)是(1000,0.3),W點(diǎn)H2S的轉(zhuǎn)化率是
30%
30%
。
(10)a是反應(yīng)
(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)的c(COS)隨溫度的變化關(guān)系,依據(jù)是:
在相同條件下,v(Ⅰ,H2S)>v(Ⅱ,H2S),因此在相同時(shí)間內(nèi),Ⅰ生成的COS較Ⅱ多
在相同條件下,v(Ⅰ,H2S)>v(Ⅱ,H2S),因此在相同時(shí)間內(nèi),Ⅰ生成的COS較Ⅱ多
。
(11)反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)是
放熱
放熱
反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”),理由是:
根據(jù)平衡曲線,溫度越高,n(COS)越小或根據(jù)曲線b,n(COS)在W點(diǎn)達(dá)到最大值,說(shuō)明在W點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡,升高溫度n(COS)下降,說(shuō)明溫度升高,平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)放熱
根據(jù)平衡曲線,溫度越高,n(COS)越小或根據(jù)曲線b,n(COS)在W點(diǎn)達(dá)到最大值,說(shuō)明在W點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡,升高溫度n(COS)下降,說(shuō)明溫度升高,平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)放熱
。

【答案】
S
O
2
+
2
O
H
-
S
O
2
-
3
+
H
2
O
;原料易得、成本低;吸收速率慢、效率低;
c
2
C
O
2
c
2
CO
?
c
S
O
2
;該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,當(dāng)溫度高于445℃后,硫變成氣態(tài),其過(guò)程需要吸熱,使反應(yīng)變?yōu)槲鼰岱磻?yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率升高;30℃、pH=2.0;蛋白質(zhì)變性(或硫桿菌失去活性);ac;隨著溫度升高,反應(yīng)速率加快,達(dá)到平衡所需要的時(shí)間變短;30%;Ⅱ;在相同條件下,v(Ⅰ,H2S)>v(Ⅱ,H2S),因此在相同時(shí)間內(nèi),Ⅰ生成的COS較Ⅱ多;放熱;根據(jù)平衡曲線,溫度越高,n(COS)越小或根據(jù)曲線b,n(COS)在W點(diǎn)達(dá)到最大值,說(shuō)明在W點(diǎn)反應(yīng)達(dá)到平衡,升高溫度n(COS)下降,說(shuō)明溫度升高,平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)放熱
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:23引用:2難度:0.7
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    發(fā)布:2024/11/21 13:0:1組卷:80引用:1難度:0.7
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    發(fā)布:2024/11/16 8:0:2組卷:24引用:1難度:0.7
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    發(fā)布:2024/12/20 8:0:1組卷:16引用:1難度:0.9
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