Question

火力发电厂释放的燃煤废气中含有大量的氮氧化物（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

Answer 1

解题思路：（1）根据盖斯定律，利用已知化学反应方程式乘以某个系数相加或相减，构造出目标化学反应方程式，该化学反应的焓变即为已知化学反应方程式的焓变乘以某个系数相加或相减得到．

（2）①先根据图表，利用v=[△c/△t]计算v（CO₂），再利用各物质的反应速率之比等于计量数之比，确定v（H₂）；

CO₂的转化率为α（CO₂）=

△c

(CO

2

)

C

(CO

2

)

起始

×100%；

该温度下该反应的K=

c

(CH

3

OH

)

平衡

c

(H

2

O

)

平衡

c

(CO

2

)

平衡

c

3

(H

2

)

平衡

；

②到达平衡后，温度越高，φ（CH₃OH）越小，平衡向逆反应进行；

（3）根据氧化还原反应配平书写化学反应方程式；

（4）硫酸铵和硝酸铵为强酸弱碱盐，铵根离子水解．

（1）因盖斯定律，不管化学反应是一步完成还是分几步完成，其反应热是相同的．两式相加，可得

2CH₄（g）+4NO₂（g）=2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1734 kJ/mol

故答案为：2CH₄（g）+4NO₂（g）=2N₂（g）+2CO₂（g）+4H₂O（g）△H=-1734 kJ/mol

（2）①由图可知，10min时，反应已经达平衡，△c（CO₂）=1.00mol/L-0.25mol/L=0.75mol/L，所以，

10min内，v（CO₂）=

△c(CO2)

△t=[0.75mol/L/10min]=0.075mol/（L•min），反应速率之比等于计量数之比，

故v（H₂）=3v（CO₂）=3×0.075mol/（L•min）=0.225mol/（L•min）；

CO₂的转化率为α（CO₂）=

△c(CO2)

C(CO2)起始×100%=[0.75mol/L/1.00mol/L]×100%=75%；

平衡时，各组分的浓度分别为：c（CO₂）_平衡=0.25mol/L，c（H₂）_平衡=[3mol/1L]-3×0.75mol/L=0.75mol/L，

c（H₂O）_平衡=c（CH₃OH）_平衡=0.75mol/L，

该温度下该反应的K=

c(CH3OH)平衡c(H2O)平衡

c(CO2)平衡c3(H2)平衡=

0.75mol/L×0.75mol/L

0.25mol/L×(0.75mol/L)3=16/3，

故答案为：0.225mol/（L•min）；0.75；16/3

②由图可知最高点反应到达平衡，达平衡后，温度越高，φ（CH₃OH）越小，平衡向逆反应进行，升高温度平衡吸热方向进行，逆反应为吸热反应，则正反应为放热反应，即△H₃＜0．

故答案为：＜

（3）反应方程式为12NH₃+3O₂+4SO₂+4NO₂+6H₂O=4（NH₄）₂SO₄+4NH₄NO₃

故答案为：12NH₃+3O₂+4SO₂+4NO₂+6H₂O=4（NH₄）₂SO₄+4NH₄NO₃

（4）硫酸铵和硝酸铵为强酸弱碱盐，铵根离子水解NH₄⁺+H₂O

NH₃•H₂O+H⁺，溶液呈酸性．

故答案为：NH₄⁺+H₂O

NH₃•H₂O+H⁺

点评：

本题考点： 热化学方程式；化学平衡的计算；常见的生活环境的污染及治理．

考点点评： 本题从多个角度对化石燃料进行了全面的考查，培养了学生分析问题解决问题的能力．