摘要:23.火力发电厂燃煤排烟.释放出大量的氮氧化物(NOx).二氧化硫和二氧化碳等气体.这些气体直接排放到空气中.将造成环境污染.为解决排烟污染问题.某发电厂采用如下措施.对燃煤烟气进行脱硝.脱硫和脱碳等处理.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+CO2(g)+2H2O(g),△H=-574kJ·mol-1 CH4===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),△H= -1160kJ·mol-1 则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为: . (2)脱碳.将二氧化碳转化为甲醇:CO2+3H2 CH3OH(g)+H2O(g), 写出该反应平衡常数K= . 右图表示某次合成实验中甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线.则上述二氧化碳转化为甲醇反应的△H 0. (3)脱硫.用碳酸钙作吸收剂与水配制成浆液.在吸收塔中洗涤烟气并吸收SO2,得到石膏(CaSO4·2H2O). 电厂第一季度用煤300t.若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫.且吸收脱硫过程中80%的硫转化为转化为石膏.则第一季度可生产石膏 吨. (4)最新处理技术是用纳米型氧缺位铁酸盐(MFe2OX 3<x<4.M=Mn.Co等金属)来处理燃煤排烟.常温条件下.纳米型氧缺位铁酸盐能使烟气中的酸性氧化物转化为单质.自身被氧化为MFe2O4.已知:93.2g纳米型氧缺位铁酸锌(ZnFe2OX)能处理含SO2 0.01%的尾气22400L.则ZnFe2OX中的x= .

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火力发电厂燃煤排烟,释放出大量的NOx和SO2气体.启东大唐热电厂同时具有烟气脱氮和脱硫设施,成为高效、绿色环保燃煤电厂.试回答下列问题:
(1)脱硫:用粉末状的碳酸钙或熟石灰的悬浊液洗涤废气,反应产物为生石膏(CaSO4?2H2O).写出上述反应的两个化学方程式:
①在空气中的SO2与碳酸钙悬浊液反应
SO2+CaCO3=CaSO3+CO2,2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4?2H2O
SO2+CaCO3=CaSO3+CO2,2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4?2H2O

②在空气中的SO2与熟石灰悬浊液反应
SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O,2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4?2H2O
SO2+Ca(OH)2=CaSO3↓+H2O,2CaSO3+O2+4H2O=2CaSO4?2H2O

(2)脱氮:氮氧化物进入大气后,可形成硝酸型酸雨和光化学烟雾,必须对其进行处理.
①用过量的NaOH溶液吸收NO2气体,所得的溶液中除了含有NaOH、NaNO2,还含有
NaNO3
NaNO3

②若某时刻烟气排出的尾气中NOx的含量为0.056%(体积分数),用氨气可以将其转化为无害气体,发生的反应为:6NOx+4xNH3=(3+2x)N2+6xH2O,若处理1×105L(标准状况)该尾气需42.5gNH3,则x=
1.5
1.5

(3)汽车排出的尾气中也含有氮氧化物,为避免污染,常给汽车安装尾气净化装置.净化装置里装有催化剂,气体在催化剂表面吸附与解吸作用的机理如图所示.写出净化过程中的总化学反应方程式:
2NO+O2+4CO
 催化剂 
.
 
4CO2+N2
2NO+O2+4CO
 催化剂 
.
 
4CO2+N2
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火力发电厂燃煤排烟,释放出大量的氮氧化物(NOx)、二氧化硫和二氧化碳等气体.这些气体直接排放到空气中,将造成环境污染.为解决排烟污染问题,某发电厂采用如下措施,对燃煤烟气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,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);△H=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ?mol-1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为:
 

(2)脱碳.将二氧化碳转化为甲醇:CO2+3H2
催化剂
加热、加压
CH3OH(g)+H2O(g);写出该反应平衡常数K=
 
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如图表示某次合成实验中甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线,则上述二氧化碳转化为甲醇反应的△H
 
0(填>、=、或<).
(3)脱硫.用碳酸钙作吸收剂与水配制成浆液,在吸收塔中洗涤烟气并吸收SO2,得到石膏(CaSO4?2H2O).
电厂第一季度用煤300t(煤中含有硫2.8%),若燃烧时煤中的硫全部转化成二氧化硫,且吸收脱硫过程中80%的硫转化为转化为石膏,则第一季度可生产石膏
 
吨.
(4)最新处理技术是用纳米型氧缺位铁酸盐(MFe2OX3<x<4,M=Mn、Co等金属)来处理燃煤排烟.常温条件下,纳米型氧缺位铁酸盐能使烟气中的酸性氧化物转化为单质,自身被氧化为MFe2O4.已知:93.2g纳米型氧缺位铁酸锌(ZnFe2OX)能处理含SO2 0.01%的尾气22400L(标准状况),则ZnFe2OX中的x=
 
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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=-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
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ?mol-1
CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867kJ?mol-1

(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1mol CO2和3mol H2,进行上述反应.测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图2所示.下列说法正确的是
B
B
(填字母代号).
A.第10min后,向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2,则再次达到平衡时c(CH3OH)=1.5mol/L
B.达到平衡时,氢气的转化率为0.75
C.0~10分钟内,氢气的平均反应速率为0.075mol/(L?min)
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)增大
③直接甲醇燃料电池结构如图3所示.其工作时负极电极反应式可表示为
2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2
2CH3OH+2H2O-12e-═12H++2CO2

(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
12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH42SO4+4NH4NO3
12NH3+3O2+4SO2+4NO2+6H2O=4(NH42SO4+4NH4NO3
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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) ΔH1=-574kJ·mol1

CH4(g)+4NO(g)===2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1160kJ·mol1

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) 

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ΔH3

  0(填“>”、“<”或“=”)。

②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)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10min后,向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2,则再次达到平衡时c(CH3OH)=1.5mol·L1

B.0~10min内,氢气的平均反应速率为0.075mol/(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)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                           。

(4)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: NH+H2ONH3·H2O+H ;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(NO)+c(OH)(填写“>”“=”或“<”)。

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