(2014•东营二模)火力发电厂释放出大量氮氧化物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题.对燃煤废气进行脱硝、脱

(2014•东营二模)火力发电厂释放出大量氮氧化物(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=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160kJ•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:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)△H3
①在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2进行上述反应.测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示.回答:0~10min内,氢气的平均反应速率为______mol/(L•min);第10min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1mol CO2(g)和1mol H2O(g),则平衡______(填“正向”、“逆向”或“不”)移动.
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△H3______0(填“>”、“<”或“=”).
(3)脱硫.利用Na2SO3溶液可脱除烟气中的SO2.Na2SO3可由NaOH溶液吸收SO2制得.NaOH溶液吸收SO2的过程中,pH随n(SO32-):n(HSO3-)变化关系如下表:
n(SO32-):n(HSO3- 91:9 1:1 9:91
pH 8.2 7.2 6.2
①由表判断,NaHSO3溶液显______性,用化学平衡原理解释:______.
②当溶液呈中性时,离子浓度关系正确的是(选填字母):______.
a.c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-
b.c(Na+)>c(HSO3-)>c(SO32-)>c(H+)=c(OH-
c.c(Na+)+c(H+)=c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-
laure_35 1年前 已收到1个回答 举报

金慕雪 春芽

共回答了13个问题采纳率:76.9% 举报

(1)因盖斯定律,不管化学反应是一步完成还是分几步完成,其反应热是相同的.两式相加,可得
2CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1734 kJ/mol,
故答案为:2CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1734 kJ/mol;
(2)①由图可知,10min时,反应已经达平衡,△c(CO2)=1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L,所以10min内,v(CO2)=
△c(CO2)
△t=[0.75mol/L/10min]=0.075mol/(L•min),反应速率之比等于计量数之比,故v(H2)=3v(CO2)=3×0.075mol/(L•min)=0.225mol/(L•min),
∵根据图象可知:c(CO2平衡=0.25mol/L,c(CH3OH)平衡=0.75mol/L,因为CO2的起始浓度为1mol/L而加入的物质的量为1mol,所以可知容器的体积为1L,再根据反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O可求得,c(H2平衡=[3mol/1L]-3×0.75=0.75mol/L,c(H2O)平衡=c(CH3OH)平衡=0.75mol/L,
该温度下该反应的K=
c(CH3OH)平衡c(H2O)平衡
c(CO2)平衡c3(H2)平衡=[0.75mol/L×0.75mol/L
0.25mol/L×(0.75mol/L)3=
16/3],保持温度不变,向该密闭容器中再充入1mol CO2(g)和1mol H2O(g)时,比值
c(CH3OH)c(H2O)
c(CO2)c3(H2)=[0.75mol/L×1.75mol/L
1.25mol/L×(0.75mol/L)3=
112/45]<[16/3],所以平衡要向正反应方向移动,
故答案为:0.225;正向;
②由图可知最高点反应到达平衡,达平衡后,温度越高,φ(CH3OH)越小,平衡向逆反应进行,升高温度平衡吸热方向进行,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即△H3<0,故答案为:<;
(3)①由表格中的数据可知,溶液呈酸性,HSO3-越多,酸性越强,是因为溶液中存在:HSO3-⇌SO32-+H+; HSO3-+H2O⇌H2SO3+OH-电离程度大于水解程度,溶液显酸性,
故答案为:酸;溶液中存在:HSO3-⇌SO32-+H+; HSO3-+H2O⇌H2SO3+OH-电离程度大于水解程度,故溶液显酸性;
②吸收液呈中性时,溶质为亚硫酸钠和亚硫酸氢钠,电离与水解的程度相等,
a.由电荷守恒可知,c(H+)+c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-)+c(OH-),中性溶液则c(H+)=c(OH-),则c(Na+)=2c(SO32-)+c(HSO3-),故a正确;
b.SO32-+H2O⇌HSO3-+OH-,HSO3-⇌H++SO32-,亚硫酸两步水解,则离子

1年前

5
可能相似的问题
Copyright © 2024 YULUCN.COM - 雨露学习互助 - 16 q. 0.178 s. - webmaster@yulucn.com