20.火力發(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對環(huán)境造成嚴(yán)重影響.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
CH
4(g)+4NO(g)=2N
2(g)+CO
2(g)+2H
2O(g)△H
2=-1160kJ/mol
則甲烷直接將NO
2還原為N
2的熱化學(xué)方程式為CH
4(g)+2NO
2(g)=CO
2(g)+2H
2O(g)+N
2(g)△H=-867kJ/mol.
(2)脫碳.將CO
2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為CO
2(g)+3H
2(g)?CH
3OH(g)+H
2O(g)△H
3①取五份等體積的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),反應(yīng)相同時間后,測得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH
3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系曲線如圖1所示,則上述CO
2轉(zhuǎn)化為甲醇的反應(yīng)熱△H
3<0(填“>”、“<”或“=”),該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=$\frac{{c(C{H_3}OH)•c({H_2}O)}}{{c(C{O_2})•{c^3}({H_2})}}$.
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2所示.試回答:0~10min內(nèi),氫氣的平均反應(yīng)速率為0.225mol/(L•min)第10min后,若向該容器中再充入1mol CO
2和3mol H
2,則再次達到平衡時CH
3OH(g)的體積分?jǐn)?shù)變大(填“變大”、“減少”或“不變”).
(3)脫硫.
①有學(xué)者想利用如圖3所示裝置用原電池原理將SO
2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料,A、B是惰性電極.則電子流出的電極為A(用A或B表示),A極的電極反應(yīng)式SO
2-2e
-+2H
2O=SO
42-+4H
+.
②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,可作為化肥.硫酸銨和硝酸銨的水溶液pH<7,其原因用離子方程式表示為NH
4++H
2O?NH
3.H
2O+H
+;常溫下,向一定物質(zhì)的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的氨水溶液,使溶液中的NO
3-和NH
4+的物質(zhì)的量濃度相等,則溶液的pH=7(填寫“>”“=”或“<”).