火力發(fā)電廠釋放出大量的氮氧化物(NO
x)、二氧化硫和二氧化碳等氣體會造成環(huán)境污染。對燃煤廢氣進行脫硝、脫硫和脫碳等處理,可實現(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) △H1=-574 kJ/mol
CH
4(g)+4NO(g)=2N
2(g)+CO
2(g)+2H
2O(g) △H2=-1160 kJ/mol
甲烷直接將NO
2還原為N
2的熱化學方程式為__________________________。
(2)脫碳。將CO
2轉化為甲醇的熱化學方程式為:
CO
2(g)+3H
2(g)
CH
3OH(g)+H
2O(g) △H3
①取五份等體體積CO2和H2的的混合氣體(物質的量之比均為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,反應相同時間后,測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH) 與反應溫度T的關系曲線(上圖(左)),則上述CO2轉化為甲醇反應的△H3_____________0(填“>”、“<”或“=”)。
②在一恒溫恒容密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,進行上述反應。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如上圖(右)所示。下列說法正確的是_________________(填字母代號)。
A.第10 min后,向該容器中再充入1mol CO2和3mol H2,則再次達到平衡時c(CH3OH)=1.5 mol/L
B.達到平衡時,氫氣的轉化率為0.75
C.0~10分鐘內,氫氣的平均反應速率為0.075mol/(L·min)
D.該溫度下,反應的平衡常數(shù)的值為3/16
E.升高溫度將使n(CH3OH)/n(CO2)增大
③直接甲醇燃料電池結構如下圖所示。其工作時負極電極反應式可表示為______________________。
(3)脫硫。某種脫硫工藝中將廢氣經處理后,與一定量的氨氣、空氣反應,生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產品化肥。設煙氣中的SO2、NO2的物質的量之比為1:1,則該反應的化學方程式為
_____________________。