Question

（14分）近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對電力的需求越來越高，這也促進(jìn)了我國電力工業(yè)高速發(fā)展，但我國電力結(jié)構(gòu)中，火電比重非常大，占發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘康?5%以上，且火電比重還在逐年上升�；鹆Πl(fā)電廠釋放出大量的氮氧化物（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(jìn)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：
CH₄(g)＋4NO₂(g)===4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH₁＝－574kJ·mol^－1
CH₄(g)＋4NO(g)===2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH₂＝－1160kJ·mol^－1
甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學(xué)方程式為：                            。
（2）脫碳。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)；ΔH₃
①取五份等體積CO₂和H₂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)系曲線如右圖所示，則上述CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)的ΔH₃　  0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②在一恒溫恒容密閉容器中充入1mol CO₂和3mol 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所示。下列說法正確的是　  　（填字母代號）。

A．第10min后，向該容器中再充入1mol CO2和3mol H2，則再次達(dá)到平衡時c(CH3OH)＝1.5mol·L－1

B．0～10min內(nèi)，氫氣的平均反應(yīng)速率為0.075mol/(L·min)

C．達(dá)到平衡時，氫氣的轉(zhuǎn)化率為0.75

D．升高溫度將使n(CH3OH)/n(CO2)減小

③甲醇堿性燃料電池工作時負(fù)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。設(shè)煙氣中的SO₂、NO₂的物質(zhì)的量之比為1∶1，則該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：                                      　。
（4）硫酸銨和硝酸銨的水溶液的pH＜7，其中原因可用一個離子方程式表示為：　                               　；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(H^＋)　　c(NO)＋c(OH^－)（填寫“＞”“＝”或“＜”）。

Answer 1

（1）CH₄(g)＋2NO₂(g)===N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH＝－867kJ/mol（3分）
（2）①＜（2分）  ②CD（2分）   ③CH₃OH＋8OH^-－6e^－===CO₃^2-＋6 H₂O（3分）
（3）12NH₃＋3O₂＋4SO₂＋4NO₂＋6H₂O===4(NH₄)₂SO₄＋4NH₄NO₃（3分）
（4）NH＋H₂ONH₃·H₂O＋H^＋（3分）         ＜（2分）

解析