工业燃烧煤、石油等化石燃料释放出大量氮氧化物(NO
x)、CO
2、SO
2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:H
2的热值为142.9KJ•g
-1N
2(g)+2O
2(g)═2NO
2(g)△H=+133kJ•mol
-1H
2O(g)═H
2O(l)△H=-44kJ•mol
-1催化剂存在下,H
2还原NO
2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 CO
2、6mol H
2,在适当的催化剂作用下,发生反应:
CO
2(g)+3H
2(g)⇌CH
3OH(l)+H
2O(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、混合气体的平均式量保持不变 b、CO
2和H
2的体积分数保持不变
c、CO
2和H
2的转化率相等 d、混合气体的密度保持不变
e、1mol CO
2生成的同时有3mol H-H键断裂
③CO
2的浓度随时间(0~t
2)变化如图所示,在t
2时将容器容积缩小一倍,t
3时达到平衡,t
4时降低温度,t
5时达到平衡,请画出t
2~t
6CO
2的浓度随时间的变化.
(2)改变温度,使反应CO
2(g)+3H
2(g)⇌CH
3OH(g)+H
2O(g)△H<0 中的所有物质都为气态.起始温度体积相同(T1℃、2L密闭容器).反应过程中部分数据如表:
|
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 |
①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CH
3OH的浓度c(I)
______
c(II).
②对反应I,前10min内的平均反应速率v(CH
3OH)=
______
,在其它条件不变下,若30min时只改变温度为T
2℃,此时H
2的物质的量为3.2mol,则T
1______
T
2(填“>”、“<”或“=”).
若30min时只向容器中再充入1mol CO
2(g)和1mol H
2O(g),则平衡
______
移动(填“正向”、“逆向”或“不”).