火力发电厂释放出大量氮氧化物(NO
x)、SO
2和CO
2等气体会造成环境问题.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:
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甲烷直接将NO
2还原为N
2的热化学方程式为
.
(2)脱碳.将CO
2转化为甲醇:CO
2(g)+3H
2(g)═CH
3OH(g)+H
2O(g)△H
3①在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO
2和3mol H
2进行上述反应.测得CO
2和CH
3OH(g)浓度随时间变化如图1所示.回答:0~10min内,氢气的平均反应速率为
mol/(L?min);第10min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1mol CO
2(g)和1mol H
2O(g),则平衡
(填“正向”、“逆向”或“不”)移动.
②如图2,25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300mL某NaCl溶液,正极反应式为
.在电解一段时间后,NaCl溶液的pH值变为13(假设NaCl溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为
mol.
③取五份等体积的CO
2和H
2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(CH
3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示,则上述CO
2转化为甲醇的反应的△H
3
0(填“>”、“<”或“=”).
(3)脱硫.燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成硫酸铵.硫酸铵水溶液呈酸性的原因是
(用离子方程式表示);室温时,向(NH
4)
2SO
4,溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na
+)
c(NH
3?H
2O).(填“>”、“<”或“=”)