火力發電廠釋放出大量氮氧化物(NO
x)、SO
2和CO
2等氣體會造成環境問題.對燃煤廢氣進行脫硝、脫硫和脫碳等處理,可實現綠色環保、節能減排、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
-1CH
4(g)+4NO(g)═2N
2(g)+CO
2(g)+2H
2O(g)△H
2=-1160kJ?mol
-1甲烷直接將NO
2還原為N
2的熱化學方程式為
.
(2)脫碳.將CO
2轉化為甲醇:CO
2(g)+3H
2(g)═CH
3OH(g)+H
2O(g)△H
3
①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.測得CO
2和CH
3OH(g)濃度隨時間變化如圖1所示.回答:0~10min內,氫氣的平均反應速率為
mol/(L?min);第10min后,保持溫度不變,向該密閉容器中再充入1mol CO
2(g)和1mol H
2O(g),則平衡
(填“正向”、“逆向”或“不”)移動.
②如圖2,25℃時以甲醇燃料電池(電解質溶液為稀硫酸)為電源來電解300mL某NaCl溶液,正極反應式為
.在電解一段時間后,NaCl溶液的pH值變為13(假設NaCl溶液的體積不變),則理論上消耗甲醇的物質的量為
mol.
③取五份等體積的CO
2和H
2的混合氣體(物質的量之比均為1:3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發生上述反應,反應相同時間后,測得甲醇的體積分數φ(CH
3OH)與反應溫度T的關系曲線如圖3所示,則上述CO
2轉化為甲醇的反應的△H
3
0(填“>”、“<”或“=”).
(3)脫硫.燃煤廢氣經脫硝、脫碳后,與一定量氨氣、空氣反應,生成硫酸銨.硫酸銨水溶液呈酸性的原因是
(用離子方程式表示);室溫時,向(NH
4)
2SO
4,溶液中滴人NaOH溶液至溶液呈中性,則所得溶液中微粒濃度大小關系c(Na
+)
c(NH
3?H
2O).(填“>”、“<”或“=”)