Question

火力發(fā)電廠釋放出大量氮氧化物（NO_x）、SO₂和CO₂等氣體會(huì)造成環(huán)境問(wèn)題。對(duì)燃煤廢氣進(jìn)行脫硝、脫硫和脫碳等處理，可實(shí)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)  △H₁＝－574 kJ·mol^－1

CH₄(g) ＋ 4NO(g) ＝2N₂(g) ＋ CO₂(g) ＋ 2H₂O(g)   △H₂＝－1160 kJ·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：CO₂(g)＋3H₂(g) CH₃OH(g)＋H₂O(g)    △H₃

       

①在一恒溫恒容密閉容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂進(jìn)行上述反應(yīng)。測(cè)得CO₂和CH₃OH(g)濃度隨時(shí)間變化如圖1所示�；卮穑�0~10 min內(nèi)，氫氣的平均反應(yīng)速率為

           mol/(L·min)；第10 min后，保持溫度不變，向該密閉容器中再充入1 mol CO₂(g)和1 mol H₂O(g)，則平衡           （填“正向”、“逆向”或“不”）移動(dòng)。

②取五份等體積的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(shí)間后，測(cè)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2所示，則上述CO₂轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)的△H₃     0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）脫硫。利用Na₂SO₃溶液可脫除煙氣中的SO₂。Na₂SO₃可由NaOH溶液吸收SO₂制得。NaOH溶液吸收SO₂的過(guò)程中，pH隨n(SO₃^2-)︰n(HSO₃^﹣)變化關(guān)系如下表：

n(SO32﹣)︰n(HSO3﹣)	91︰9	1︰1	9︰91
pH	8.2	7.2	6.2

① 由上表判斷，NaHSO₃溶液顯　  　　性， 用化學(xué)平衡原理解釋：　　　　　　　　　　                                           　　。

② 當(dāng)溶液呈中性時(shí)，離子濃度關(guān)系正確的是（選填字母）：　　　　。

a．c(Na⁺)=2c(SO₃^2-)+c(HSO₃^-)

b．c(Na⁺) > c(HSO₃^-) > c(SO₃^2-) > c(H⁺) = c(OH^-)

c．c(Na⁺) + c(H⁺) = c(SO₃^2-) + c(HSO₃^-) + c(OH^-)

Answer 1

（1）CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867 kJ•mol^-1（3分）

（2）①0.225 （2分）；正向（2分）

 ②O₂ + 4e^－+ 4H⁺＝2H₂O（2分）；0.005 （2分）；③＜（2分）

（3）①酸（2分）溶液中存在：HSO₃^- SO₃^2- ＋ H⁺  HSO₃^-＋H₂O H₂SO₃＋OH^-電離程度大于水解程度，故溶液顯酸性（2分）

②ab（2分）