(12分)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·mol1
CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=-1160 kJ·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) △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的关系曲线如图1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图2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
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.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。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,溶液的pH=7,则溶液中c(Na+)+c(H+    c(NO3-)+c(OH-)(填“>”“=”或“<”)
(16分)下图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:

(1)该产业链中合成氨的反应在较低温下能否自发进行?              。
(2)已知该产业链中某反应的平衡表达式为:   
它所对应的化学反应为:                                           。
(3)已知在一定温度下,各反应的平衡常数如下:
C(s)+CO2(g)  2CO(g),K1    
CO(g)+H2O(g   H2(g)+CO2(g),K2
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),K3
则K1、K2、K3之间的关系是:                              。 
(4)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的一氧化碳和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下:
温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
该反应的正反应方向是        反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的起始浓度均为0.020mol/L,在该条件下,CO的平衡转化率为:          。
(5)从图中看出氨催化氧化可以制硝酸,此过程中涉及氮氧化物,如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是。已知N-N键键能为167kJ·mol-1,NO2中氮氧键的键能为466kJ·mol-1,N2O4中氮氧键的键能为438.5kJ·mol-1。请写出NO2转化为N2O4的热化学方程式为                                     。
对反应N2O4(g) 2NO2(g),在温度为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示。

下列说法正确的是    。
A.A、C两点的反应速率:A>C                 
B.A、C两点气体的颜色:A深,C浅
C.B、C两点的气体的平均相对分子质量:B<C     
D.由状态B到状态A,可以用加热的方法
(6)以上述产业链中甲醇为燃料制成燃料电池,请写出在氢氧化钾介质中该电池的负极反应式                                                         。
 0  106445  106453  106459  106463  106469  106471  106475  106481  106483  106489  106495  106499  106501  106505  106511  106513  106519  106523  106525  106529  106531  106535  106537  106539  106540  106541  106543  106544  106545  106547  106549  106553  106555  106559  106561  106565  106571  106573  106579  106583  106585  106589  106595  106601  106603  106609  106613  106615  106621  106625  106631  106639  203614 

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