随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。
(1)
用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)
=4NO(g) + CO2(g) +2H2O(g) ⊿H= -574 kJ·mol-1
②CH4(g)
+4NO(g) =2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)
⊿H= -1160 kJ·mol-1
③H2O(g)
= H2O(l) △H=
-44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2
(g)、CO2 (g)和H2O(1)的热化学方程式
。
(2)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下可将SO2转化为SO42-,从而实现对SO2的治理。已知含SO2的废气通入含Fe2+、Fe3+的溶液时,其中一个反应的离子方程式为4Fe2+ + O2+ 4H+ = 4Fe3+ +
2H2O,则另一反应的离子方程式为
。
(3)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2
(g)+CO2 (g) 。某研究小组向密闭的真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计)加入NO和足量的活性炭,恒温(T1℃)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下:
浓度/mol·L-1
时间/min
|
NO
|
N2
|
CO2
|
0
|
1.00
|
0
|
0
|
10
|
0.58
|
0.21
|
0.21
|
20
|
0.40
|
0.30
|
0.30
|
30
|
0.40
|
0.30
|
0.30
|
40
|
0.32
|
0.34
|
0.17
|
50
|
0.32
|
0.34
|
0.17
|
①10min~20min以v(CO2) 表示的反应速率为 。
②根据表中数据,计算T1℃时该反应的平衡常数为 (保留两位小数)。
③一定温度下,随着NO的起始浓度增大,则NO的平衡转化率
(填“增大”、“不变”或“减小”)
。
④下列各项能作为判断该反应达到平衡的是 (填序号字母)。
A.容器内压强保持不变
B. 2v正(NO) =
v逆(N2)
C.容器内CO2的体积分数不变 D.混合气体的密度保持不变
⑤30min末改变某一条件,过一段时间反应重新达到平衡,则改变的条件可能是 。请在下图中画出30min至40min 的变化曲线。