(12分)工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NOx)、CO2、SO2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:H2的燃烧热为285.8kJ·mol-1

N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) △H=+133kJ·mol-1

H2O(g)=H2O(l) △H=-44 kJ·mol-1

催化剂存在下,H2还原NO2生成水蒸气和其它无毒物质的热化学方程式为

Ⅱ、脱碳:向2L密闭容器中加入2mol CO2、6mol H2,在适当的催化剂作用下,发生反应:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)

(1)①该反应自发进行的条件是 (填“低温”、“高温”或“任意温度”)

②下列叙述能说明此反应达到平衡状态的是

a.混合气体的平均相对分子质量保持不变 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.1mol CO2生成的同时有3mol H—H键断裂

③ CO2的浓度随时间(0~t2)变化如下图所示,在t2时将容器容积缩小一倍,t3时达到平衡,t4时降低温度,t5时达到平衡,请画出t2~t6 CO2的浓度随时间的变化。

(2)改变温度,使反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H<0 中的所有物质都为气态。起始温度和体积均相同(T1℃、2 L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

0min

2

6

0

0

10min

4.5

20min

1

30min

1

反应II

绝热恒容

0min

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CH3OH的浓度c(I) c(II)。

 0  150786  150794  150800  150804  150810  150812  150816  150822  150824  150830  150836  150840  150842  150846  150852  150854  150860  150864  150866  150870  150872  150876  150878  150880  150881  150882  150884  150885  150886  150888  150890  150894  150896  150900  150902  150906  150912  150914  150920  150924  150926  150930  150936  150942  150944  150950  150954  150956  150962  150966  150972  150980  203614 

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