火力發(fā)電廠產(chǎn)生大量的氮氧化物(NO
x)、二氧化硫和二氧化碳等氣體會造成環(huán)境污染.對燃煤廢氣進行脫硝、脫硫和脫碳等處理,可實現(xiàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排、廢物利用等目的.
(1)脫硝.利用甲烷催化還原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甲烷直接將NO
2還原為N
2的熱化學方程式為______.
(2)脫碳.將CO
2轉(zhuǎn)化為甲醇的化學方程式為:
CO
2+3H
2CH
3OH(g)+H
2O(g)
①取五份等體積CO
2和H
2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),tmin后,測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH
3OH) 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖所示,則上述合成甲醇的反應(yīng)的逆反應(yīng)為______反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”).
②在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO
2和3mol H
2,進行上述反應(yīng).測得CO
2和CH
3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示.下列說法正確的是______
A.10min后,向該容器中再充入1mol CO
2和3mol H
2,則再次達到平衡時c(CH
3OH)=1.5mol?L
-1B.0~10min內(nèi),氫氣的平均反應(yīng)速率為0.075mol?L
-1?min
-1C.達到平衡時,氫氣的轉(zhuǎn)化率為75%
D.該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)的值為3/16
E.升高溫度將使n(CH
3OH)/n(CO
2)減小
③能說明CO
2(g)+3H
2(g)
CH
3OH(g)+H
2O(g)達到平衡狀態(tài)的是______
A.生成甲醇的速率與生成水的速率相等
B.v(H
2)=3v(CH
3OH)
C.恒容容器中,體系的壓強不再改變
D.恒容容器中,混合氣體密度不再發(fā)生改變
④右圖表示反應(yīng)CO
2(g)+3H
2(g)
CH
3OH(g)+H
2O(g)進行過程中能量的變化.在體積為1L的恒容密閉容器中,充入1mol CO
2和3mol H
2,達到平衡后,采取下列措施中能使c(CH
3OH)增大的是______.
A.使用新高效催化劑 B.充入He(g),使體系壓強增大
C.將H
2O(g)從體系中分離出來 D.再充入1mol CO
2和3mol H
2⑤甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如圖所示,其工作時正極的電極反應(yīng)式可表示為______.
(3)脫硫.某種脫硫工藝中將廢氣經(jīng)處理后,與一定量的氨氣、空氣反應(yīng),生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產(chǎn)品化肥.
硫酸銨溶液的pH<7,其原因為:______(用離子方程式表示);在一定物質(zhì)的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的NaOH溶液,使溶液的pH=7,則溶液中c(Na
+)______c(NO
3-)(選填“大于”、“等于”或“小于”)