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) △H1=- 574kJ/mol
CH₄(g)+4NO(g)=2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H2=-1160kJ/mol
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的关系曲线如图，则上述CO₂转化为甲醇反应的△H3______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1mol CO₂和3mol H₂，则再次达到平衡时c(CH₃OH) =1. 5mol/L
B．达到平衡时，氢气的转化率为0.75
C．0～10分钟内，氢气的平均反应速率为0.075mol/(L·min)
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)增大
③直接甲醇燃料电池结构如图所示。其工作时负极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___________。

Answer 1

(1)CH₄(g)+2NO₂(g)=N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H=-867kJ/mol
(2)①<；②B；③CH₃OH-6e^-+H₂O=6H⁺+CO₂
(3)12NH₃+3O₂+4SO₂+4NO₂+6H₂O=4(NH₄)₂SO₄+4NH₄NO₃