實施以減少能源浪費和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇.化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求.如圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分,試運用所學(xué)知識,解決下列問題:
(1)該產(chǎn)業(yè)鏈中屬于高中階段常見的在低溫下能自發(fā)進行的反應(yīng)是:
N2+3H2?2NH3或NH3+HNO3═NH4NO3
N2+3H2?2NH3或NH3+HNO3═NH4NO3
(2)已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為:
K=
它所對應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為:
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)
(3)已知在一定溫度下,
C(s)+CO
2(g)?2CO(g)平衡常數(shù)K
1;
CO(g)+H
2O(g )?H
2(g)+CO
2(g)平衡常數(shù)K
2;
C(s)+H
2O(g)?CO(g)+H
2(g) 平衡常數(shù)K
3;
則K
1、K
2、K
3之間的關(guān)系是:
K3=K1×K2
K3=K1×K2
.
(4)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實際問題.已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進入反應(yīng)器時,會發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H
2O(g)?H
2(g)+CO
2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
溫度/℃ |
400 |
500 |
800 |
平衡常數(shù)K |
9.94 |
9 |
1 |
該反應(yīng)的正反應(yīng)方向是
放熱
放熱
反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),若在500℃時進行,設(shè)起始時CO和H2O的起始濃度均為0.020mol/L,在該條件下,CO的平衡轉(zhuǎn)化率為:
75%
75%
.
(5)從圖1看出氨催化氧化可以制硝酸,此過程中涉及氮氧化物,如NO、NO
2、N
2O
4等.已知NO
2和N
2O
4的結(jié)構(gòu)式分別是
和
.實驗測得N-N鍵鍵能為167kJ?mol
-1,NO
2中氮氧鍵的鍵能為466kJ?mol
-1,N
2O
4中氮氧鍵的鍵能為438.5kJ?mol
-1.請寫出NO
2轉(zhuǎn)化為N
2O
4的熱化學(xué)方程式
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1
2NO2(g)?N2O4(g)△H=-57kJ?mol-1
.對反應(yīng)N
2O
4(g)?2NO
2(g),在溫度為T
1、T
2時,平衡體系中NO
2的體積分?jǐn)?shù)隨壓強變化曲線如圖2所示.下列說法正確的是
D
D
.
A.A、C兩點的反應(yīng)速率:A>C
B.A、C兩點氣體的顏色:A深,C淺
C.B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量:B<C
D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
(6)0.2mol/L的NaOH與0.4mol/L的上述產(chǎn)業(yè)鏈中一產(chǎn)品化肥硝酸銨溶液等體積混合后,溶液中所有分子和離子( 除水和氨分子外)等微粒從大到小的順序是
c(NO3-)>c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3?H2O)>c(OH-)>c(H+)
c(NO3-)>c(NH4+)>c(Na+)>c(NH3?H2O)>c(OH-)>c(H+)
.
(7)以上述產(chǎn)業(yè)鏈中甲醇為燃料制成燃料電池,請寫出在氫氧化鉀介質(zhì)中該電池的負(fù)極反應(yīng)式
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
CH3OH+8OH--6e-═CO32-+6H2O
.