工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NO
x)、CO
2、CO、SO
2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:H
2的热值为142.9 kJ/g(热值是表示单位质量的燃料完全燃烧时所放出的热量);
N
2(g) + 2O
2(g)= 2NO
2(g) △H=" +133" kJ/mol
H
2O(g) =H
2O(l) △H="-" 44 kJ/mol
催化剂存在下,H
2还原NO
2生成水蒸气和其他无毒物质的热化学方程式为____________________。
Ⅱ.脱碳:
(1)向2L恒容密闭容器中加入2 mol CO
2、6 mol H
2,在适当的催化剂作用下,发生反应 CO
2(g) + 3H
2(g)

CH
3OH(l) + H
2O(l)。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.1 mol CO
2生成的同时有3 mol H—H键断裂
(2)在T
1℃时,体积为2L的恒容容器中充入物质的量之和为3mol的H
2和CO,发生反应CO + 2H
2
CH
3OH反应达到平衡时CH
3OH的体积分数(V%)与

的关系如图所示。

①当起始

=2,经过5min达到平衡,CO的转化率为0.4,则0~5min内平均反应速率
V(H
2)=____________。若此时再向容器中加入CO(g)和CH
3OH(g)各0.4mol,达新平衡时H
2的转化率将__________(选填“增大”、“减小”或“不变”);
②当起始

=3.5时,达到平衡状态后,CH
3OH的体积分数可能是图象中的___________点(选填“D”、“E”或“F”)
(3)改变温度,使反应CO
2(g)+3H
2(g)

CH
3OH(g) + H
2O(g) △H<0中的所有物质都为气态,起始温度体积相同(T
1℃、2L密闭容器)。反应过程中部分数据见下表:
| 反应时间
| CO2 (mol)
| H2(mol)
| CH3OH(mol)
| H2O(mol)
|
反应I 恒温恒容
| 0 min
| 2
| 6
| 0
| 0
|
10 min
|
| 4.5
|
|
|
20 min
| 1
|
|
|
|
30 min
|
|
| 1
|
|
反应II绝热恒容
| 0 min
| 0
| 0
| 2
| 2
|
达到平衡时,反应I、II对比:平衡常数K( I ) __________K(II)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡时CH
3OH的浓度c(I)___________c(II)。
III.脱硫:
(1)已知:25℃,H
2SO
3 K
1=1.2×10
-2,K
2=6.3×10
-3;H
2CO
3 K
1=4.5×10
-7用纯碱溶液吸收SO
2可将其转化为HSO
3-,反应的离子方程式是_________________________________________
(2)如图电解装置可将雾霾中的NO、SO
2分别转化为NH
4+和SO
42-。物质A的化学式为_____________,阴极的电极反应式是________________________。
