將煙氣中的SO2選擇性還原為單質(zhì)硫是一種具有經(jīng)濟效益和社會效益的脫硫方法。
Ⅰ.氫氣還原法
反應(yīng)a:2H2(g)+SO2(g)═S(l)+2H2O(g)ΔH=+QkJ/mol
(1)圖中曲線表示了反應(yīng)a在有、無催化劑條件下反應(yīng)過程中體系的能量變化。
①曲線
n
n
(填“m”或“n”)表示的是有催化劑參與的過程。
②圖中括號內(nèi)應(yīng)該填寫 S(1)+2H2O(g)
S(1)+2H2O(g)
。
(2)已知:
ⅰ.2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)ΔH1
ⅱ.S(s)+O2(g)═SO2(g)ΔH2
ⅲ.H2O(l)=H2O(g)
H2O(l)=H2O(g)
ΔH3
利用ΔH1、ΔH2、ΔH3可計算出反應(yīng)a的焓變。將過程ⅲ補寫完整。
Ⅱ.一氧化碳還原法
反應(yīng)b:2CO(g)+SO2(g)?S(l)+2CO2(g)ΔH=-37.0kJ/mol
(3)向恒溫恒容密閉容器中充入一定量的CO和SO2,發(fā)生反應(yīng)b。下列描述可判斷該反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是 BCE
BCE
(填標號)。
A.2v(SO2)=v(CO2)
B.CO2氣體的濃度不再變化
C.容器內(nèi)的總壓強不再變化
D.c(CO):c(SO2):c(CO2)=2:1:2
E.混合氣體的密度不再變化
(4)某溫度時,向2L的密閉容器中充入4molCO和2molSO2,發(fā)生反應(yīng)b,tmin時反應(yīng)達平衡狀態(tài),測得SO2的平衡轉(zhuǎn)化率為80%。
①0~tmin內(nèi),v(CO2)=mol/(L?min)(用含t的代數(shù)式表示)。
②該溫度下,反應(yīng)b的平衡常數(shù)K=80
80
L/mol。
③tmin后,向該密閉容器中再充入1.2molCO和1.2molSO2,此時v正>
>
(填“>”“<”或“=”)v逆。
(5)向兩個密閉容器中分別充入4molCO和2molSO2,發(fā)生反應(yīng)b,在不同的溫度和壓強下(物質(zhì)狀態(tài)未發(fā)生改變),SO2的平衡轉(zhuǎn)化率(α)如下表所示,其中α1>α2,則T1<
<
(填“>”“<”或“=”)T2,判斷的理由是 該正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)且為放熱反應(yīng),增大壓強平衡轉(zhuǎn)化率減小,則體系的溫度應(yīng)升高
該正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng)且為放熱反應(yīng),增大壓強平衡轉(zhuǎn)化率減小,則體系的溫度應(yīng)升高
。
壓強/MPa |
P |
2P |
溫度/℃ |
T1 |
T2 |
SO2的平衡轉(zhuǎn)化率α/% |
α1 |
α2 |
Ⅲ.FeS
x化水煤氣(CO、H
2)還原SO
2(6)該方法的部分反應(yīng)過程如圖所示。下列說法合理的是
AB
AB
(填標號)。
A.COS和H
2S為中間產(chǎn)物
B.可能存在反應(yīng)FeS
x-1+S═FeS
xC.生成S的所有反應(yīng)中,S均為還原產(chǎn)物
D.尋找更高效催化劑可提高S單質(zhì)的平衡產(chǎn)率