火力發(fā)電廠產(chǎn)生大量的氮氧化物(NO
x)、二氧化硫和二氧化碳等氣體會(huì)造成環(huán)境污染.對(duì)燃煤廢氣進(jìn)行脫硝、脫硫和脫碳等處理,可實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排、廢物利用等目的.
(1)脫硝.利用甲烷催化還原NO
x:
CH
4(g)+4NO
2(g)=4NO(g)+CO
2(g)+2H
2O(g)△H
1=-574kJ?mol
-1CH
4(g)+4NO(g)=2N
2(g)+CO
2(g)+2H
2O(g)△H
2=-1160kJ?mol
-1甲烷直接將NO
2還原為N
2的熱化學(xué)方程式為
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ/mol
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ/mol
.
(2)脫碳.將CO
2轉(zhuǎn)化為甲醇的化學(xué)方程式為:
CO
2+3H
2CH
3OH(g)+H
2O(g)
①取五份等體積CO
2和H
2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),tmin后,測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH
3OH) 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖所示,則上述合成甲醇的反應(yīng)的逆反應(yīng)為
吸熱
吸熱
反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”).
②在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO
2和3mol H
2,進(jìn)行上述反應(yīng).測(cè)得CO
2和CH
3OH(g)的濃度
隨時(shí)間變化如圖所示.下列說法正確的是
CE
CE
A.10min后,向該容器中再充入1mol CO
2和3mol H
2,則再次達(dá)到平衡時(shí)c(CH
3OH)=1.5mol?L
-1B.0~10min內(nèi),氫氣的平均反應(yīng)速率為0.075mol?L
-1?min
-1C.達(dá)到平衡時(shí),氫氣的轉(zhuǎn)化率為75%
D.該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為3/16
E.升高溫度將使n(CH
3OH)/n(CO
2)減小
③能說明CO
2(g)+3H
2(g)
CH
3OH(g)+H
2O(g)達(dá)到平衡狀態(tài)的是
C
C
A.生成甲醇的速率與生成水的速率相等
B.v(H
2)=3v(CH
3OH)
C.恒容容器中,體系的壓強(qiáng)不再改變
D.恒容容器中,混合氣體密度不再發(fā)生改變
④右圖表示反應(yīng)CO
2(g)+3H
2(g)
CH
3OH(g)+H
2O(g)進(jìn)行過程中能量(單位為kJ?mol
-1)的變化.在體積為1L的恒容密閉容器中,充入1mol CO
2和3mol H
2,達(dá)到平衡后,采取下列措施中能使c(CH
3OH)增大的是
CD
CD
.
A.使用新高效催化劑 B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將H
2O(g)從體系中分離出來 D.再充入1mol CO
2和3mol H
2⑤甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示,其工作時(shí)正極的電極反應(yīng)式可表示為
O2+4e-+4H+=2H2O
O2+4e-+4H+=2H2O
.
(3)脫硫.某種脫硫工藝中將廢氣經(jīng)處理后,與一定量的氨氣、空氣反應(yīng),生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產(chǎn)品化肥.
硫酸銨溶液的pH<7,其原因?yàn)椋?!--BA-->
NH
4++H
2O
NH
3?H
2O+H
+NH
4++H
2O
NH
3?H
2O+H
+(用離子方程式表示);在一定物質(zhì)的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,則溶液中c(Na
+)
小于
小于
c(NO
3-)(選填“大于”、“等于”或“小于”)