Question

火力发电厂释放出大量的氮氧化物(NO_x)、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

(1)脱硝。利用甲烷催化还原NO_x：

CH₄(g)＋4NO₂(g)===4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH₁＝－574kJ·mol^－1

CH₄(g)＋4NO(g)===2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH₂＝－1160kJ·mol^－1

甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为　             　。

(2)脱碳。将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：CO₂(g)＋3H₂(g)CH₃OH(g)＋H₂O(g)　

①取五份等体积CO₂和H₂的混合气体(物质的量之比均为1∶3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如下图所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应的ΔH₃

　　0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO₂和3mol H₂，进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是　(填字母代号)。

A.第10min后，向该容器中再充入1molCO₂和3mol H₂，则再次达到平衡时c(CH₃OH)＝1.5mol·L^－1

B.0～10min内，氢气的平均反应速率为0.075mol/(L·min)

C.达到平衡时，氢气的转化率为0.75

D.该温度下，反应的平衡常数的值为3/16

E.升高温度将使n(CH₃OH)/n(CO₂)减小

③甲醇燃料电池结构如下图所示。其工作时正极的电极反应式可表示为　       

                                               。

 (3)脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO₂、NO₂的物质的量之比为1∶1，则该反应的化学方程式为                           。

(4)硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其中原因可用一个离子方程式表示为：　NH＋H₂ONH₃·H₂O＋H^＋　；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH＝7，则溶液中：c(Na^＋)＋c(H^＋)　　c(NO)＋c(OH^－)(填写“＞”“＝”或“＜”)。

 

Answer 1

(1)CH₄(g)＋2NO₂(g)===N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)　ΔH＝－867kJ/mol　

(2) ①ΔH₃　＜　0(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②　CE　(填字母代号)。

③　O₂＋4e^－＋4H^＋===2H₂O　。

(3) 12NH₃＋3O₂＋4SO₂＋4NO₂＋6H₂O===4(NH₄)₂SO₄＋4NH₄NO₃　。

(4)　＜　 (填写“＞”“＝”或“＜”)。

解析:略