Question

环境保护要求燃煤污染物控制排放，研究协同脱硫脱硝工艺是大势所趋。

Ⅰ量子化学计算能揭示出化学反应机理。

SO₂与ClO₂的气态反应中，因接触位置不同，形成了不同反应路径，反应中各驻点（TS为过渡态，RC、IM、PC为中间产物）相对初始反应物的能量关系如图1所示

（1）写出该过程的热化学方程式：____________________。

（2）图中IM₁→IM₂，经历过渡态_____的路径反应速率最慢，其原因是______。

（3）在图中描线指出该反应的最优微观路径。____________

（4）产物ClO也有强氧化性，可以继续氧化SO₂。请写出该反应的化学方程式______。

（5）ClO₂分别氧化NO和SO₂反应速率常数之比与温度关系如图2所示，可推知随温度升高，ClO₂氧化NO反应速率_______。

Ⅱ模拟烟气的组成为：0.03%NO、0.1%SO₂、6.0%O₂、8.0%H₂O，在70℃下，当n（C1O₂）:n（NO）不断增大（其余为氮气）时，SO₂和NO的转化率变化如图3所示。

（6）有NO存在时，ClO₂氧化SO₂______（填“难”、“易”），造成这种情况的可能原因是________________。

Answer

SO2(g)+ClO2(g)=SO3(g)+ClO(g) ∆H=-111.4KJ/mol TS3 活化能高或该过渡态所需要的能量高（其它合理答案） ClO+SO2=SO3+Cl（写成Cl2也给分） 逐渐降低（减小） 易 NO对氧化SO2有催化作用（或NO2能氧化SO2）

【解析】试题分析：(1).根据图示，1molSO2(g)和1molClO2(g)完全反应生成1molSO3(g)和1molClO(g)放出111.4 KJ的能量；(2)从图像可知IM1→IM2过程中TS3的活化能最大，反应的速率最慢；（3）活化能越小反应所需要的能量越低；（4）ClO继续氧化SO2生成SO3和Cl。（5）由图2可知随着横坐标1000/T的增大曲线呈递增趋势，所以当T增大时，1000/T在减小，纵坐标应该逐渐递减。(6)根据图3可以看出含有NO时SO2被氧化的速率快，主要原因可能是NO起催化作用；

解析：(1).根据图示，1molSO2(g)和1molClO2(g)完全反应生成1molSO3(g)和1molClO(g)放出111.4 KJ的能量，所以该反应的热化学方程式是(1). SO2(g)+ClO2(g)=SO3(g)+ClO(g) ∆H= -111.4KJ/mol；(2)从图像可知IM1→IM2过程中TS3的活化能最大，反应的速率最慢，所以经历过渡态TS3的路径反应速率最慢；（3）活化能越小反应所需要的能量越低，所以最佳路径是。（4）ClO继续氧化SO2生成SO3和Cl，反应方程式是ClO+SO2=SO3+Cl。（5）由图2可知随着横坐标1000/T的增大曲线呈递增趋势，所以当T增大时，1000/T在减小，纵坐标应该逐渐递减，所以推知随温度升高，ClO2氧化NO反应速率逐渐降低；(6)根据图3可以看出含有NO时SO2被氧化的速率快，ClO2氧化SO2越易，主要原因可能是NO起催化作用。