Question

（14分）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）△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取五份等体积的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图所示。

试回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为

         mol/（L·min）；该温度下，反应的平衡常数的值为          ；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CH₃OH（g）的体积分数         （填变大、减少、不变）。

                                       （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。硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其原因用离子方程式表示为                     ；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

（共14分）

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

（2）①＜（2分）    ②0.225  （2分） ，16/3 （2分），变大（2分）

（3）NH₄⁺+H₂O NH₃·H₂O+H⁺（2分） ， ＜（2分）

解析: