Question

火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、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NOx：

CH₄（g）＋4NO₂（g）＝4NO（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g）    △H₁＝－574 kJ·mol－1

CH₄（g）＋4NO（g）＝2N₂（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g）     △H₂＝－1160 kJ·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）△H₃

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△H₃_______0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol 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10 min后，向该容器中再充入1 mol CO₂和3 mol H₂，则再次达到平衡时c（CH₃OH）=1．5 mol·L^-1

       B．0-10 min内，氢气的平均反应速率为0.075 mol/（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）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：__________；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（NO₃^-）+c（OH^-）（填写“＞”“＝”或“＜”）

 

Answer 1

（9分）（（1）和（2）中的③ 2分其他每个答案1分）

（1）CH₄（g）＋4NO₂（g）＝2N₂（g）＋CO₂（g）＋2H₂O（g）△H₁＝－867 kJ·mol^－1

（2）①＜②  C E ③   O₂（g）＋H⁺＋4e ＝2 H₂O

（3）NH＋H₂O NH₃．H₂O +H⁺     ＜

解析: