Question

（12分）火力發電廠釋放出大量的氮氧化物（NO_x）、二氧化硫和二氧化碳等氣體會造成環境污染。對燃煤廢氣進行脫硝、脫硫和脫碳等處理，可實現綠色環保、節能減排、廢物利用等目的。
（1）脫硝。利用甲烷催化還原NO_x：
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
甲烷直接將NO₂還原為N₂的熱化學方程式為                    。
（2）脫碳。將CO₂轉化為甲醇的熱化學方程式為：
CO₂（g）＋3H₂（g）CH₃OH（g）＋H₂O（g） △H₃
①取五份等體積CO₂和H₂的混合氣體（物質的量之比均為1∶3），分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中，發生上述反應，反應相同時間后，測得甲醇的體積分數φ（CH₃OH）與反應溫度T的關系曲線如圖1所示，則上述CO₂轉化為甲醇的反應的△H₃        0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在一恒溫恒容密閉容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，進行上述反應。測得CO₂和CH₃OH（g）的濃度隨時間變化如圖2所示。下列說法正確的是        （填字母代號）。

A．第10 min后，向該容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，則再次達到平衡時c（CH3OH）="1.5" mol/L

B．0~10 min內，氫氣的平均反應速率為0.075 mol/（L·min）

C．達到平衡時，氫氣的轉化率為0.75

D．升高溫度將使n（CH3OH）/n（CO2）減小

③甲醇燃料電池結構如下圖所示。其工作時正極的電極反應式可表示為          

（3）脫硫。某種脫硫工藝中將廢氣經處理后，與一定量的氨氣、空氣反應，生成硫酸銨和硝酸銨的混合物作為副產品化肥。硫酸銨和硝酸銨的水溶液的pH＜7，其中原因可用一個離子方程式表示為：                     ；在一定物質的量濃度的硝酸銨溶液中滴加適量的NaOH溶液，溶液的pH=7，則溶液中c（Na⁺）+c（H⁺）    c（NO₃^-）+c（OH^-）（填“＞”“＝”或“＜”）

Answer 1

（12分，每空2分）

（3）NH₄⁺+H₂O NH₃·H₂O+H⁺  ＜

略