（14分）甲醇是重要的化工原料，在工业生产上的应用十分广泛。
（1）利用太阳能或生物质能分解水制H₂，然后可将H₂与CO₂转化为甲醇。已知：
光催化制氢：2H₂O(l)===2H₂(g)＋O₂(g)  ΔH＝＋571.5 kJ/mol   ①
H₂与CO₂耦合反应：3H₂(g)＋CO₂(g)===CH₃OH(l)＋H₂O(l)  ΔH＝－137.8 kJ/mol   ②
则反应：2H₂O(l)＋CO₂(g) = CH₃OH(l)＋3/2O₂(g)的ΔH＝     kJ/mol。
你认为该方法需要解决的技术问题有     （填字母）。
a. 开发高效光催化剂
b. 将光催化制取的H₂从反应体系中有效分离，并与CO₂耦合催化转化
c. 二氧化碳及水资源的来源供应
（2）工业上由甲醇制取甲醛的两种方法如下（有关数据均为在298 K时测定）：
反应I：CH₃OH(g)＝HCHO(g)＋H₂(g)  ΔH₁＝＋92.09kJ/mol，K₁＝3.92×10^－11。
反应II：CH₃OH(g)＋1/2O₂(g)＝HCHO(g)＋H₂O(g)  ΔH₂＝－149.73 kJ/mol，K₂＝4.35×10²⁹。
①从原子利用率看，反应     （填“I”或“II”。下同）制甲醛的原子利用率更高。从反应的焓变和平衡常数K值看，反应   制甲醛更有利。
②下图是甲醇制甲醛有关反应的lgK（平衡常数的对数值）随温度T的变化。图中曲线（1）表示的是反应     。

（3）污水中的含氮化合物，通常先用生物膜脱氮工艺进行处理，在硝化细菌的作用下将NH₄^＋氧化为NO₃^－（2NH₄⁺+3O₂＝2HNO₂+2H₂O +2H⁺；2HNO₂ +O₂＝2HNO₃）。然后加入甲醇，甲醇和NO₃^－反应转化为两种无毒气体。
①上述方法中，1 g铵态氮元素转化为硝态氮元素时需氧的质量为     g。
②写出加入甲醇后反应的离子方程式：     。
（4）甲醇燃料电池的工作原理如图所示，则该电池负极的电极反应式为   。

火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NO_x）、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、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

（1）脱硝。利用甲烷催化还原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

甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为__________。

（2）脱碳。将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：

CO₂（g）＋3H₂（g）CH₃OH（g）＋H₂O（g）  △H₃

①取五份等体积CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH） 与反应温度T的关系曲线如右图所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₃__________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如右下图所示。下列说法正确的是__________（填字母代号）。

       A．第10 min后，向该容器中再充入1 mol CO₂和3 mol H₂，则再次达到平衡时c（CH₃OH）=1．5 mol/L

       B．0~10 min内，氢气的平均反应速率[为0．075 mol/（L·min）

       C．达到平衡时，氢气的转化率为0．75

       D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16

E．升高温度将使n（CH₃OH）/n（CO₂）减小

③直接甲醇燃料电池结构如右下图所示。其工作时正极的电极反应式可表

示为             。

（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其中原因可用一个离子方程式表示为：                         ；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c（Na⁺）+c（H⁺）__________c（NO₃^-）+c（OH^-）（填写“＞”“＝”或“＜”）

（12分）火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NO_x）、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、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

       （1）脱硝。利用甲烷催化还原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

甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为                    。

       （2）脱碳。将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：

CO₂（g）＋3H₂（g）CH₃OH（g）＋H₂O（g）  △H₃

①取五份等体积CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1∶3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH）与反应温度T的关系曲线如图1所示，则上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₃         0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

    ②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，进行上述反应。测得CO₂和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如图2所示。下列说法正确的是         （填字母代号）。

         A．第10 min后，向该容器中再充入1 mol CO₂和3 mol H₂，则再次达到平衡时c（CH₃OH）=1.5 mol/L

         B．0~10 min内，氢气的平均反应速率为0.075mol/（L·min）

         C．达到平衡时，氢气的转化率为0.75

         D．升高温度将使n（CH₃OH）/n（CO₂）减小

③甲醇燃料电池结构如下图所示。其工作时正极的电极反应式可表示为          

（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其中原因可用一个离子方程式表示为：                     ；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，溶液的pH=7，则溶液中c（Na⁺）+c（H⁺）     c（NO₃^-）+c（OH^-）（填“＞”“＝”或“＜”）

火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NO_x）、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、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

  （1）脱硝。利用甲烷催化还原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

甲烷直接将NO₂还原为N₂的热化学方程式为__________。

   （2）脱碳。将CO₂转化为甲醇的热化学方程式为：

CO₂（g）＋3H₂（g）CH₃OH（g）＋H₂O（g）  △H₃

①取五份等体积CO₂和H₂的混合气体（物质的量之比均为1∶3），

分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间

后，测得甲醇的体积分数φ（CH₃OH）与反应温度T的关系曲线如下图所示，则

上述CO₂转化为甲醇的反应的△H₃__________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO₂和3 mol H₂，进行上述反应。测得CO₂

和CH₃OH（g）的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是__________（填

字母代号）。

        A．第10 min后，向该容器中再充入1 mol CO₂和3 mol H₂，则再次达到平衡时c（CH₃OH）=1．5 mol·L^-1

        B．0~10 min内，氢气的平均反应速率为0．075 mol/（L·min）

        C．达到平衡时，氢气的转化率为0．75

        D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16

        E．升高温度将使n（CH₃OH）/n（CO₂）减小

③甲醇燃料电池结构如下图所示。其工作时正极的电极反应式可表示为_______。

（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO₂、NO₂的物质的量之比为1∶1，则该反应的化学方程式为__________。

    （4）硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其中原因可用一个离子方程式表示为：__________；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c（Na⁺）+c（H⁺）__________c（NO₃^-）+c（OH^-）（填写“＞”“＝”或“＜”）