(14分)燃煤煙氣中含有大量的氮氧化合物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等,不宜直接排放到空氣中,可采用以下措施對燃煤煙氣進(jìn)行處理。
(1)脫硝:選擇性催化還原法的脫硝原理是在催化劑存在下,通入甲烷使氮氧化合物(NOx)轉(zhuǎn)化為無害氣體,發(fā)生如下反應(yīng):
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H1=-574 kJ·mol1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H2=-1160 kJ·mol1
甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為         
(2)脫硫:①石灰石—石膏濕法煙氣脫硫的工作原理是煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的空氣反應(yīng)生成石膏(CaSO4·2H2O)。某電廠用煤400噸(煤中含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%),若燃燒時煤中的硫全部轉(zhuǎn)化成二氧化硫,用石膏濕法煙氣脫硫中有96%的硫轉(zhuǎn)化為石膏,則可生產(chǎn)石膏         噸。
新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(ZnFe2Ox),由該鐵酸鹽(ZnFe2O4)經(jīng)高溫還原制得,常溫下,它能使工業(yè)廢氣中酸性氧化物分解除去,轉(zhuǎn)化流程如圖所示:若2molZnFe2Ox與足量SO2可生成1.0molS,
則x=         。

(3)脫碳:從脫硝、脫硫后的煙氣中獲取二氧化碳,用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①取五份等體體積CO2和H2的的混合氣體(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),反應(yīng)相同時間后,測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH) 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖11所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的△H3         0(填“>”、“<”或“=”)。

②在容積為1L的恒溫密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,進(jìn)行上述反應(yīng)。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下圖12所示。若在上述平衡體系中再充0.5 mol CO2和1.5 mol H2O(g)(保持溫度不變),則此平衡將         移動(填“向正反應(yīng)方向”、“不”或“逆反應(yīng)方向”)
               
③直接甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如上圖13所示。其工作時負(fù)極電極反應(yīng)式可表示為         。

共14分
(1)CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=-867 kJ·mol1(2分)
(2)①51.6(2分)       ②3(2分)
(3)①<(2分)      ②不(3分)          ③CH3OH-6e+H2O=6H+CO2(3分)

解析(1)△H=(△H1+△H2 )/2=(-574 kJ·mol1-1160 kJ·mol1)/2=-867 kJ·mol1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H=-867 kJ·mol1
(2)①   S     ~     CaSO4·2H2O
32              172
400t×2.5%×96%     m
m=51.6t
②得失電子守恒
N(鐵失電子)=【3-(x-1)】×2×2=4×1=n(硫得電子)
X=3
(3)①由圖1可知:CH3OH體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最大值后,升高溫度,CH3OH體積分?jǐn)?shù)減小,平衡逆向移動,△H<0
②          CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
C始/mol/l       1      3
△C/mol/l      -0.75  -0.75×3        +0.75     +0.75
c平/mol/l      0.25    0.75           0.75     0.75

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
原濃度/mol/l  0.25    0.75          0.75     0.75
再充          +0.5                         +1.5
即時濃度       0.75    0.75         0.75     2.25
Qc=
結(jié)論:QC=K,平衡將不移動。
③CH3OH-6e+H2O=6H+CO2

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

研究煙氣的脫硫(除SO2)和脫硝(除NOx)具有重要意義,請回答下列問題.
(1)煙氣脫硫、脫硝的環(huán)境意義是
防止酸雨、光化學(xué)煙霧的發(fā)生
防止酸雨、光化學(xué)煙霧的發(fā)生

(2)新型氨法煙氣脫硫技術(shù)的化學(xué)原理是采用氨水吸收煙氣中SO2,再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng),得到一種復(fù)合肥(含有兩種或以上營養(yǎng)元素),該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式
NH4H2PO4或(NH42HPO4 或(NH43PO4
NH4H2PO4或(NH42HPO4 或(NH43PO4
(只寫一種);
(3)火力發(fā)電廠的燃煤排煙中含大量的氮氧化物(NOx),可利用甲烷和NOx在一定條件下反應(yīng)消除其污染,寫出CH4與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式
2NO2+CH4═N2+CO2+2H2O;
2NO2+CH4═N2+CO2+2H2O;
;
(4)脫硝反應(yīng)2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g)△H<0,在低溫恒容的密閉容器中進(jìn)行并達(dá)平衡,下列說法正確的是
A
A
;(填序號)
A.降低溫度平衡常數(shù)變大
B.充入NH3,NO和NO2轉(zhuǎn)化率變大,平衡常數(shù)變大
C.使用催化劑,達(dá)平衡的時問縮短,△H變小
D.充入惰性氣體,壓強(qiáng)變大,平衡向左移動
(5)使用催化技術(shù)利用反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g),根據(jù)傳感器在某溫度下測得的數(shù)據(jù)繪制如圖.
①前1S內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO2)=
5.4×10-3mol/(L?s)
5.4×10-3mol/(L?s)
.②該溫度下的平衡常數(shù)K=
5×103(mol/L) -1
5×103(mol/L) -1
;
(6)目前科學(xué)家正研究以乙烯作為還原劑的脫硝(NO)原理,其脫硝機(jī)理及脫硝率與溫度、負(fù)載率(分子篩中催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù))的關(guān)系如圖:為達(dá)脫硝最佳效果,你認(rèn)為應(yīng)選用的條件是
350℃、負(fù)載率3%
350℃、負(fù)載率3%

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

(14分)燃煤煙氣中含有大量的氮氧化合物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等,不宜直接排放到空氣中,可采用以下措施對燃煤煙氣進(jìn)行處理。

(1)脫硝:選擇性催化還原法的脫硝原理是在催化劑存在下,通入甲烷使氮氧化合物(NOx)轉(zhuǎn)化為無害氣體,發(fā)生如下反應(yīng):

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H1=-574 kJ·mol1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H2=-1160 kJ·mol1

甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為         。

(2)脫硫:①石灰石—石膏濕法煙氣脫硫的工作原理是煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的

空氣反應(yīng)生成石膏(CaSO4·2H2O)。某電廠用煤400噸(煤中含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%),若燃燒時煤中的硫全

部轉(zhuǎn)化成二氧化硫,用石膏濕法煙氣脫硫中有96%的硫轉(zhuǎn)化為石膏,則可生產(chǎn)石膏         噸。

②新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(ZnFe2Ox),由該鐵酸鹽(ZnFe2O4)經(jīng)高溫還原制得,常溫下,它能使工業(yè)廢氣中酸性氧化物分解除去,轉(zhuǎn)化流程如圖所示:若2molZnFe2Ox與足量SO2可生成1.0molS,

則x=         。

(3)脫碳:從脫硝、脫硫后的煙氣中獲取二氧化碳,用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H3

①取五份等體體積CO2和H2的的混合氣體(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),反應(yīng)相同時間后,測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖11所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的△H3         0(填“>”、“<”或“=”)。

②在容積為1L的恒溫密閉容器中充入1mol CO2和3 mol H2,進(jìn)行上述反應(yīng)。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下圖12所示。若在上述平衡體系中再充0.5 mol CO2和1.5 molH2O(g) (保持溫度不變),則此平衡將         移動(填“向正反應(yīng)方向”、“不”或“逆反應(yīng)方向”)

               

③直接甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如上圖13所示。其工作時負(fù)極電極反應(yīng)式可表示為         。

 

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科目:高中化學(xué) 來源:2011-2012學(xué)年江蘇省、海門中學(xué)、天一中學(xué)高三上學(xué)期聯(lián)考化學(xué)試卷 題型:填空題

(14分)燃煤煙氣中含有大量的氮氧化合物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等,不宜直接排放到空氣中,可采用以下措施對燃煤煙氣進(jìn)行處理。

(1)脫硝:選擇性催化還原法的脫硝原理是在催化劑存在下,通入甲烷使氮氧化合物(NOx)轉(zhuǎn)化為無害氣體,發(fā)生如下反應(yīng):

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H1=-574 kJ·mol1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)     △H2=-1160 kJ·mol1

甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為          。

(2)脫硫:①石灰石—石膏濕法煙氣脫硫的工作原理是煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及鼓入的

空氣反應(yīng)生成石膏(CaSO4·2H2O)。某電廠用煤400噸(煤中含硫質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.5%),若燃燒時煤中的硫全

部轉(zhuǎn)化成二氧化硫,用石膏濕法煙氣脫硫中有96%的硫轉(zhuǎn)化為石膏,則可生產(chǎn)石膏          噸。

②新型納米材料氧缺位鐵酸鹽(ZnFe2Ox),由該鐵酸鹽(ZnFe2O4)經(jīng)高溫還原制得,常溫下,它能使工業(yè)廢氣中酸性氧化物分解除去,轉(zhuǎn)化流程如圖所示:若2molZnFe2Ox與足量SO2可生成1.0molS,

則x=          。

(3)脫碳:從脫硝、脫硫后的煙氣中獲取二氧化碳,用二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向。將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  △H3

①取五份等體體積CO2和H2的的混合氣體(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),反應(yīng)相同時間后,測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH) 與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖11所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應(yīng)的△H3          0(填“>”、“<”或“=”)。

②在容積為1L的恒溫密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,進(jìn)行上述反應(yīng)。測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如下圖12所示。若在上述平衡體系中再充0.5 mol CO2和1.5 mol H2O(g) (保持溫度不變),則此平衡將          移動(填“向正反應(yīng)方向”、“不”或“逆反應(yīng)方向”)

               

③直接甲醇燃料電池結(jié)構(gòu)如上圖13所示。其工作時負(fù)極電極反應(yīng)式可表示為         

 

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科目:高中化學(xué) 來源:不詳 題型:問答題

研究煙氣的脫硫(除SO2)和脫硝(除NOx)具有重要意義,請回答下列問題.
(1)煙氣脫硫、脫硝的環(huán)境意義是______;
(2)新型氨法煙氣脫硫技術(shù)的化學(xué)原理是采用氨水吸收煙氣中SO2,再用一定量的磷酸與上述吸收產(chǎn)物反應(yīng),得到一種復(fù)合肥(含有兩種或以上營養(yǎng)元素),該復(fù)合肥料可能的化學(xué)式______(只寫一種);
(3)火力發(fā)電廠的燃煤排煙中含大量的氮氧化物(NOx),可利用甲烷和NOx在一定條件下反應(yīng)消除其污染,寫出CH4與NO2反應(yīng)的化學(xué)方程式______;
(4)脫硝反應(yīng)2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)=2N2(g)+3H2O(g)△H<0,在低溫恒容的密閉容器中進(jìn)行并達(dá)平衡,下列說法正確的是______;(填序號)
A.降低溫度平衡常數(shù)變大
B.充入NH3,NO和NO2轉(zhuǎn)化率變大,平衡常數(shù)變大
C.使用催化劑,達(dá)平衡的時問縮短,△H變小
D.充入惰性氣體,壓強(qiáng)變大,平衡向左移動
(5)使用催化技術(shù)利用反應(yīng)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g),根據(jù)傳感器在某溫度下測得的數(shù)據(jù)繪制如圖.
①前1S內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CO2)=______.②該溫度下的平衡常數(shù)K=______;
(6)目前科學(xué)家正研究以乙烯作為還原劑的脫硝(NO)原理,其脫硝機(jī)理及脫硝率與溫度、負(fù)載率(分子篩中催化劑的質(zhì)量分?jǐn)?shù))的關(guān)系如圖:為達(dá)脫硝最佳效果,你認(rèn)為應(yīng)選用的條件是______.

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