Question

火力發(fā)電廠釋放出的大量氮氧化物（NO_x）、二氧化硫和二氧化碳等氣體會(huì)造成環(huán)境污染．對(duì)燃燒廢氣進(jìn)行脫硝、脫碳和脫硫等處理，可實(shí)驗(yàn)綠色環(huán)保、節(jié)能減排、廢物利用．
（1）脫硝：利用甲烷催化還原NO_x；
CH₄（g）+4NO₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ?mol^-1
CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂=-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）△H＜0
T℃時(shí)，取2mol CO₂和4mol H₂混合，加入到1L恒容密閉容器中，發(fā)生上述反應(yīng)，10分鐘后達(dá)到平衡時(shí)測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)為25%，計(jì)算氫氣的轉(zhuǎn)化率______．T℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=______；升高溫度，K______．（選填“增大”“減小”“不變”）
（3）脫硫：某種脫硫工藝中將廢氣處理后，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．設(shè)煙氣中SO₂、NO₂的物質(zhì)的量為1：1，寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式（不要求配平）______．將生成的硫酸銨和硝酸銨的混合物溶解于水，室溫下測(cè)得溶液的pH小于7，其原因是______．

Answer 1

解：（1）因蓋斯定律，不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的．兩式相加，可得
2CH₄（g）+4NO₂（g）=2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1734 kJ/mol
故答案為：2CH₄（g）+4NO₂（g）=2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1734 kJ/mol
（2）CO₂（g）+3H₂（g）CH₃OH（g）+H₂O（g）△H＜0
起始（mol） 2 4 0 0
反應(yīng)（mol） X 3X X X
10分鐘后（mol） 2-X 4-3X X X
甲醇的體積分?jǐn)?shù)為×100%=25% 可得：X=1
所以氫氣的轉(zhuǎn)化率為：×100%=75%，
平衡常數(shù)K===1
升高溫度，平衡向吸熱的方向移動(dòng)，即逆向移動(dòng)，K減�。�
故答案為：75%；1；減小；
（3）由題目信息可知反應(yīng)為NH₃、O₂、SO₂、NO₂、H₂O，生成物為（NH₄）₂SO₄、NH₄NO₃，
由此可寫出方程式為NH₃+O₂+SO₂+NO₂+H₂O→（NH₄）₂SO₄+NH₄NO₃，
故答案為：NH₃+O₂+SO₂+NO₂+H₂O→（NH₄）₂SO₄+NH₄NO₃
（4）因銨鹽要發(fā)生水解：NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺，故答案為：NH₄⁺+H₂ONH₃?H₂O+H⁺
分析：（1）根據(jù)蓋斯定律，不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分幾步完成，其反應(yīng)熱是相同的，化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱只與反應(yīng)體系的始態(tài)和終態(tài)有關(guān)，而與反應(yīng)的途徑無關(guān)．
（2）根據(jù)化學(xué)平衡計(jì)算三步曲，求出參加反應(yīng)氫氣的物質(zhì)的量，計(jì)算氫氣的轉(zhuǎn)化率；根據(jù)化學(xué)平衡常數(shù)概念，代入數(shù)據(jù)，求出常數(shù)；根據(jù)溫度對(duì)對(duì)化學(xué)平衡的影響．
（3）根據(jù)題目信息，抓住質(zhì)量守恒，寫出化學(xué)方程式；考慮鹽類的水解．
點(diǎn)評(píng)：本題從多個(gè)角度對(duì)化石燃料進(jìn)行了全面的考查，培養(yǎng)了學(xué)生分析問題的能力．