题目

题型：北京模拟题难度：来源：

火力发电厂释放出大量氮氧化物(NO_x)、二氧化硫和二氧化碳等气体而造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝。利用甲烷催化还原NO_x：
CH₄(g)+4NO₂(g)=4NO(g) +CO₂(g)+2H₂O(g) △H1= -574 kJ/mol
CH₄(g)+4NO(g) =2N₂(g)+CO₂(g)+2H₂O(g) △H2= -1 160 kJ/mol
甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为______________________
(2)脱碳。将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：CO₂(g) +3H₂(g)CH₃OH(g) +H₂O(g) △H3
①取五份等体积的CO₂和H₂的混合气体(物质的量之比均为1:3)，分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH₃OH)与反应温度T的关系曲线如图甲所示，则上述CO₂转化为甲醇反应的△H3____（填 “>”“<”或“=”）0。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH(g)的浓度随时间的变化曲线如图乙所示。下列说法正确的是____（填字母代号）。
A．第10 min后，向该容器中再充入1mol CO₂和3 mol H₂，则再次达到平衡时c(CH₃OH) =1.5 mol/L
B．0~10 min内，氢气的平均反应速率为0.075 mol/(L·min)
C．达到平衡时，氢气的转化率为0. 75
D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16
E．升高温度将使n(CH₃OH)/n(CO₂)减小
③甲醇燃料电池的结构如图丙所示。其工作时正极的电极反应式可表示为__________________
(3)脱硫。某种脱硫工艺中将废气处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设废气中的SO₂、NO₂的物质的量之比为1：1，则该反应的化学方程式为___________。
(4)硫酸铵和硝酸铵水溶液的pH<7，其原因可用一个离子方程式表示为：_____________；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH =7，则溶液中c(Na⁺)+c(H⁺)____(填“>”“=”或 “<”)c(NO₃^-)+c(OH^-)。

答案

(1) CH₄(g) +2NO₂(g) =N₂(g) + CO₂(g) +2H₂O( g) △H = - 867 kJ/mol
(2)①<；②CE；③O₂+4e^-+4H⁺=2H₂O
(3)12NH₃+3O₂+4SO₂+4NO₂+6H₂O=4(NH₄)₂SO₄+4NH₄NO₃
(4)NH₄⁺+H₂ONH₃·H₂O+H⁺；<