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:CH
4(g)+4NO
2(g)=4NO(g)+CO
2(g)+2H
2O(g)△H
1=-574kJ?mol
-1 CH
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
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ?mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ?mol-1
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(2)脱碳.将CO
2转化为甲醇的热化学方程式为:CO
2(g)+3H
2(g) CH
3OH(g)+H
2O(g)△H
3①取五份等体积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(见图1),则上述CO
2转化为甲醇反应的△H
3<
<
0(填“>”、“<”或“=”).
②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)的浓度随时间变化如图2所示.下列说法正确的是
B
B
(填字母代号).
A.第10min后,向该容器中再充入1mol CO
2和3mol H
2,则再次达到平衡时c(CH
3OH)=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(CH
3OH)/n(CO
2)增大
③直接甲醇燃料电池结构如图3所示.其工作时负极电极反应式可表示为
2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2
2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2
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(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SO
2、NO
2的物质的量之比为1:1,则该反应的化学方程式为
12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH4)2SO4+4NH4NO3
12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH4)2SO4+4NH4NO3
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