火力发电厂释放出大量氮氧化合物(NOx)、SO2和 CO2等气体会造成环境问题对燃煤废气进...

Ⅰ、火力发电厂释放出大量氮氧化合物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。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NOx：

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＝－1160 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：CO2(g)＋3H2(g) CH3OH(g)＋H2O(g)△H3

在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图所示。回答：0～10 min内，氢气的平均反应速率为___mol/(L·S)；第10 min后，保持温度不变，向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)，则平衡_________(填“正向”、“逆向”或“不”)移动。

Ⅱ、如下图所示C、D、E、F、X、Y都是惰性电极。将电源接通后，向(乙)中滴入酚酞溶液，在F极附近显红色。

(1)若用甲醇、空气燃料电池作电源，电解质为KOH溶液，则A极的电极反应式为_________________________

(2)欲用(丙)装置给铜镀银，银应该是 _____电极(填G或H)

(3)(丁)装置中Y极附近红褐色变_______(填深或浅)

(4)通电一段时间后，C、D、E、F电极均有单质生成，其物质的量之比为_____________

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火力发电厂释放出大量氮氧化合物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。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NOx：

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＝－1160 kJ/mol

写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式：_________________。

(2)脱碳。

方法一：在恒容密闭容器中将CO2转化为甲醇：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)

①下列条件可以判定该反应到达平衡状态的是_________(填字母)。

A．2v正(H2)＝v逆(CH3OH)           　　　 B．容器内气体的密度不变

C．容器内压强不变                　　 　　 D．反应不再释放热量

方法二：让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应：C(s)＋CO2(g)2CO(g) ∆H，测得压强、温度对CO的体积分数[φ(CO)％]的影响如图所示，回答下列问题：

② 图中p1、p2、p3的大小关系是_________________，图中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc大小关系是____________。

③ 900 ℃、1.013 MPa时，1 mol CO2与足量碳反应达平衡后容器的体积为V L，CO2的转化率为______(保留一位小数)，该反应的平衡常数K＝_________。

方法三：用NaOH溶液吸收CO2。

④在NaOH溶液中通入一定量的CO2气体，所得溶液中c(HCO32－):c(CO32－)=4:1，此时溶液的pH=_______。(已知：室温下，H2CO3的K1=4×10－7，K2=5×10－11。lg2=0.3)

(3)脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后，与一定量氨气、空气反应，生成(NH4)2SO4。(NH4)2SO4水溶液呈酸性的原因是_______________(用离子方程式表示)；室温时，向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性，则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na＋)____c(NH3·H2O)(填“＞”、“＜”或“=”)。

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火力发电厂释放出大量氮氧化合物(NOx)、SO2和 CO2等气体会造成环境问题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NOx：

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＝－1160kJ/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：CO2 (g)＋3H2 (g) CH3OH(g)＋H2O(g) △H3

①如图 1，25℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为 KOH)为电源来电解乙(100mL2mol/LAgNO3溶液)和丙(100mLCuSO4)溶液，燃料电池负极的电极反应为_______________。电解结束后，向丙中加入 0.1mol Cu(OH)2，恰好恢复到反应前的浓度，将乙中溶液加水稀释至200mL，溶液的 pH ______________；

②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 2 所示，则上述 CO2转化为甲醇的反应的△H________3.0 (填“＞”、“＜”或“＝”)。

（3）脱硫。燃煤废气经脱硝、脱碳后，与一定量氨气、空气反应生成硫酸铵。室温时，向(NH4)2SO4，溶液中滴人 NaOH 溶液至溶液呈中性，则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na＋)________ c(NH3 •H2O)。(填“＞”、“＜”或“＝”)

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火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。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NOx：

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的关系曲线如下图所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₃_______0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

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）的浓度随时间变化如下图所示。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1 mol CO₂和3 mol H₂，则再次达到平衡时c（CH₃OH）=1．5 mol·L^-1

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甲醇燃料电池结构如下图所示。其工作时正极的电极反应式可表示为________。

（3）硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其中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⁺）__________c（NO₃^-）+c（OH^-）（填写“＞”“＝”或“＜”）

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火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会对环境造成严重影响。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NOx：

CH4(g)＋4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　　　 △H1＝－574kJ/mol

CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　　　 △H2＝－1160 kJ/mol

则甲烷直接将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

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的关系曲线如右图所示，则上述CO2转化为甲醇的反应热△H3_____0（填“＞”、“＜”或“＝”），该反应的平衡常数表达式为______________________________________________________。

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)的浓度随时间变化如右图所示。试回答：0~10 min内，氢气的平均反应速率为_________mol/（L·min）。第10 min后，若向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时CH3OH(g)的体积分数_________（填“变大”、“减少”或“不变”）。

（3）脱硫。①有学者想利用如右图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料，A、B是惰性电极。则电子流出的电极为_____（用A或B表示），A极的电极反应式为______________________________。

②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，可作为化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液pH＜7，其原因用离子方程式表示为_________________________；常温下，向一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的氨水溶液，使溶液中的NO3-和NH4+的物质的量浓度相等，则溶液的pH_____7（填写“＞”“＝”或“＜”）。

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火力发电厂释放出大量氮氧化物(NOx）、二氧化硫等气体会造成环境污染，对燃煤废气进行脱除处理．可实现绿色环保、低碳减排、废物利用等目的。

（1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ/mol CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160 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（见如图），则上述CO2转化为甲醇反应的△H3______0（填“＞”、“＜”或“=”）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入0.5molCO2和1.5molH2，进行上述反应．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。请回答：0～10min内，氢气的平均反应速率_____；第10min后，若升温，将使c(CH3OH)/c(CO2)_____(填“变大”、“减小”、“不变”)；判断理由是_________；若向该容器中再充入1molCO2和3molH2,再次达到平衡时，则CH3OH(g)的体积分数将_________(“变大”、“减小”、“不变”)。

（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，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。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1：1，则该反应的化学方程式为___________。若在0.1mol/L的硝酸铵溶液中加入等体积的0.09mol/L氨水，配制了pH=8.2的溶液，则该溶液中微粒浓度由小到大的顺序为________________。

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火力发电厂释放出大量氮的氧化物（NOx）、二氧化硫等气体会造成环境污染，对燃煤废气进行脱除处理。可实现绿色环保、低碳减排、废物利用等目的。

（1）己知：N2 (g) +O2 (g) =2NO (g) △H=+180.5kJ·mol-1

C (s) +O2 (g)＝CO2 (g) △H=-393.5 kJ·mol-1

2C (s) +O2(g) =2CO (g)△H=-221 kJ·mol-1

若某反应的平衡常数表达式为： ，请写出此反应的热化学方程式_________。

（2）脱硝

利用甲烷与NO2反应，生成无污染的物质，则该反应的化学方程式为：___________。

（3）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（见如图1），则上述CO2转化为甲醇反应的△H3_____0（填“＞”、“＜”或“=”）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入0.5molCO2和1.5molH2，进行上述反应．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如上图2所示．请回答：第10min后，若升温，该反应的平衡常数将_____（填“变大”、“变小”、“不变”）；若向该容器中再充入1molCO2和3molH2再次达到平衡时，则CH3OH（g）的体积分数将___（“变大”、“变小”、“不变”）。

（4）脱硫

某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、潮湿的空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥．设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1:1，则该反应的化学方程式为__________。若在0.1mol/L的硝酸铵溶液中加入等体积的0.09mol/L氨水，配制了pH=8.2的溶液，则该溶液中微粒浓度由大到小的顺序为______________。

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工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物（NOx）、CO2、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。

Ⅰ．脱碳：

向2L密闭容器中加入2mol CO2、8mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应：CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)

（1）该反应自发进行的条件是_______（填“低温”、“高温”或“任意温度”）

（2）下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是_______________。

a、混合气体的平均相对分子质量保持不变　　　　

b、CO2和H2的体积分数比为1﹕4

c、CO2和H2的转化率相等　　　　　　　　

d、混合气体的密度保持不变　　

e、1mol CO2生成的同时有4mol H-H键断裂　　　　　　　

Ⅱ．脱硝：

（3）催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的化学方程式为__________。

（4）温度为T1时，在三个容积均为1L的恒容密闭容器中仅发生反应：2NO2(g) 2NO(g)+O2(g)相关数据如下表所示。下列说法错误的是__________。

A．容器甲中发生反应的平衡常数为0.8　　　　　　

B．容器乙中起始时反应正向进行

C．达到平衡时，容器丙中c(O2)/c(NO2)>1

D．达到平衡时，容器甲与容器丙中的总压强之比为16∶17

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（1）工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物（NOx）、CO2、SO2等气体，严重污染空气。对废气进行脱硝、脱碳和脱硫处理可实现绿色环保、废物利用。

Ⅰ．脱硝：已知：H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1

N2（g）+2O2（g）＝2NO2（g）　　　 △H＝+133kJ·mol-1

H2O（g）＝H2O（l)　　　 △H＝-44kJ·mol-1

催化剂存在下，H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为______________

Ⅱ．脱碳：向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2，在适当的催化剂作用下，发生反应：

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)

（1）①该反应自发进行的条件是　 　　　　　　 　 （填“低温”、“高温”或“任意温度”）

②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是　　 　　　　　　 。

a、混合气体的平均式量保持不变

b、CO2和H2的体积分数保持不变

c、CO2和H2的转化率相等

d、混合气体的密度保持不变

e、1molCO2生成的同时有3molH-H键断裂

（2）产物甲醇可以用作燃料电池，该电池是采用铂或碳化钨作为电极催化剂，在稀硫酸电解液中直接加入纯化后的甲醇，同时向一个电极通入空气。负极发生的电极反应式是___________________

2）资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。

（1）有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2，相关热化学方程式如下：6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)　 △H=-76.0 kJ·mol一1上述反应中每生成1 mol Fe3O4，转移电子的物质的量为_________mol。

（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：

CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)，向一容积为2L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2 mol·L一1，H2 0.8 mol·L一1，CH40.8 mol·L一1，H2O1.6 mol·L一1。则CO2的平衡转化率为____________。300 ℃时上述反应的平衡常数K=____________________。200℃时该反应的平衡常数K=64.8，则该反应的△H_________(填“＞’’或“<”)O。

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