题目内容
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的关系曲线如图所示,
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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图所示。试回答:0~10 min内,氢气的平均反应速率为 ;该温度下,反应的平衡常数的值为 ;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CH3OH(g)的体积分数 (填变大、减少、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。①室温下,a mol/L的(NH4)2SO4水溶液的pH=5,原因是溶液中存在平衡________________________(用离子方程式表示)。并计算该平衡的平衡常数表达式为________________________(用含代数a的较为精确的数学表达式表示,不必化简,不做近似运算)。
②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“<”)
(1)CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
△H=-867 kJ/mol(3分)
(2)①< (2分) ②0.225 mol/(L·min) (2分) ,16/3 (2分),变大(2分)
(3)①NH4++H2O NH3·H2O+H+ (2分) ,10-5(10-5-10-9)/2a+10-9-10-5 mol·L-1(3分)
②<(2分)
水体中重金属铅的污染问题备受关注。水溶液中铅的存在形态主要有Pb2+、Pb(OH)+、Pb(OH)2、Pb(OH)3-、Pb(OH)42-,各形态的浓度分数α随溶液pH变化的关系如图所示:
【1表示Pb2+,2表示Pb(OH)+,3表示Pb(OH)2,4表示Pb(OH)3-,5表示Pb(OH)42-】
⑴Pb(NO3)2溶液中,
2 (填“>”、“=”、“<”);往该溶液中滴入氯化铵溶液后,
增加,可能的原因是 。
⑵往Pb(NO3)2溶液中滴稀NaOH溶液,pH=8时溶液中存在的阳离子(Na+除外)有
,pH=9时,主要反应的离子方程式为 。
⑶某课题组制备了一种新型脱铅剂,能有效去除水中的痕量铅,实验结果如下表:
离子 Pb2+ Ca2+ Fe3+ Mn2+ Cl-
处理前浓度/(mg·L-1) 0.20130 29.8 0.120 0.087 51.9
处理后浓度/(mg·L-1) 0.004 22.6 0.040 0.053 49.8
上表中除Pb2+外,该脱铅剂对其它离子的去除效果最好的是 。
⑷如果该脱铅剂(用EH表示)脱铅过程中主要发生的反应为:
2EH(s)+Pb2+
E2Pb(s)+2H+
则脱铅的最合适pH范围为 (填代号)。
A.4~5 B.6~7 C.9~2013 D.2013~12