Question

【題目】火力發(fā)電廠釋放出的大量NONOx、SO2、CO2會對環(huán)境造成污染．對燃煤廢氣進行脫硝、脫硫和脫碳等處理，可實現(xiàn)節(jié)能減排、廢物利用等目的．

（1）脫硝：利用甲烷催化還原NOx；
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=﹣574kJmol﹣1
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=﹣1160kJmol﹣1
甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為 ．
（2）脫硫：①某種脫硫工藝將廢氣處理后可獲得硫酸銨和硝酸銨，物質的量濃度相等的硫酸銨溶液和硝酸銨溶液，前者的c（NH4+）與后者的c（NH4+）的關系是 ．
A．大于2倍 B．等于2倍 C．介于2倍與2倍之間 D．小于1倍
②25℃時pH均為4的硝酸銨溶液和稀硝酸中由水電離出的氫離子濃度分別為c1、c2 ， 則c1與c2的比值等于 ．
（3）脫碳：廢氣中的CO2轉化為甲醇（CH3OH）可用于制作甲醇燃料電池（結構如圖），質子交換膜左右兩側的溶液均為1L2molL﹣1H2SO4溶液．電極c上發(fā)生的電極反應式為 ， 當電池中有1mole﹣發(fā)生轉移時左右兩側溶液的質量之差為g （假設反應物a、b耗盡，忽略氣體的溶解）．

Answer 1

【答案】
（1）CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣867 kJ/mol
（2）A,106
（3）CH3OH+H2O﹣6e﹣=CO2↑+6H+,12
【解析】解：（1）已知：CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=﹣574kJmol﹣1，

CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=﹣1160kJmol﹣1，

不管化學反應是一步完成還是分幾步完成，其反應熱是相同的．利用蓋斯定律將兩式相加，可得

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

即CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣867 kJmol﹣1，

故答案為：CH4（g）+2NO2（g）=N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=﹣867 kJ/mol；（2）①物質的量濃度相等的硫酸銨溶液和硝酸銨溶液，銨根離子水解溶液顯酸性，銨根離子濃度越大其水解程度越小，前者的c（NH4+）與后者的c（NH4+）的關系是大于其2倍，故選A，

故答案為：A；

②硝酸銨水解促進水的電離，C1=10﹣4 mol/L，稀醋酸抑制水的電離，C2=c（OH﹣）= =10﹣10 mol/L，因此則c1與c2的比值等于 =106，

故答案為：106 ；（3）負極反應式為CH3OH﹣6e﹣+H2O=CO2+6H+，當轉移1mol電子時，左側質量減輕 ×12g=2g，還要有1molH+通過質子交換膜進入右側，質量減少1g，正極反應式為O2+4H++4e﹣=2H2O，右側質量增加32g× =8g，加上轉移過來的1gH+，因此左右兩側溶液的質量之差為8g+1g+2g+1g=12g，

故答案為：CH3OH+H2O﹣6e﹣=CO2↑+6H+；12．

（1）根據(jù)蓋斯定律，利用已知化學反應方程式乘以某個系數(shù)相加或相減，構造出目標化學反應方程式，該化學反應的焓變即為已知化學反應方程式的焓變乘以某個系數(shù)相加或相減得到；（2）①物質的量濃度相等的硫酸銨溶液和硝酸銨溶液，銨根離子水解溶液顯酸性，銨根離子濃度越大其水解程度越小；

②硝酸銨水解促進水的電離，C1=10﹣4 mol/L，稀醋酸抑制水的電離，C2=c（OH﹣）= =10﹣10 mol/L；（3）負極反應式為CH3OH﹣6e﹣+H2O=CO2+6H+，正極反應式為O2+4H++4e﹣=2H2O，按照電極反應式計算；