2.能源、環(huán)境與人類生活密切相關,研究它們的綜合利用有重要意義.
Ⅰ.二甲醚可代替汽油作新型清潔燃料.常溫常壓下,二氧化碳加氫可選擇性生產二甲醚(CH
3OCH
3)或一氧化碳.已知二甲醚、氫氣的燃燒熱分別為-1455kJ/mol,-285.8kJ/mol
(1)寫出CO
2加氫轉化為CH
3OCH
3(g)和H
2O(l)的熱化學方程式2CO
2(g)+6H
2(g)=CH
3OCH
3(g)+3H
2O(l)△H=-259.8kJ•mol
-1,該反應的平衡常數(shù)的表達式為)
$\frac{c(C{H}_{3}OC{H}_{3})}{{c}^{2}(C{O}_{2}){c}^{6}({H}_{2})}$..
(2)等物質的量的CO和H
2在一定條件下可合成CH
3OCH
3,同時還產生了一種可參與大氣循環(huán)的無機化合物,該反應的化學方程式為:3CO+3H
2═CH
3OCH
3+CO
2.
(3)二甲醚燃料電池原理如圖1所示
①M區(qū)發(fā)生的電極反應式為CH
3OCH
3+3H
2O-12e
-=2CO
2+12H
+.
②用上述電池做電源,用圖2裝置電解飽和氯化鉀溶液(電極均為惰性電極),設飽和氯化鉀溶液體積為500mL,當溶液的pH值變?yōu)?3時(在常溫下測定),若該燃料電池的能量利用率為80%,則需消耗CH
3OCH
3的質量為0.24g(假設溶液電解前后體積不變,保留2位有效數(shù)字).
Ⅱ.硝化法是一種古老的生產硫酸的方法,同時實現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉化,主要反應為:NO
2(g)+SO
2(g)?SO
3(g)+NO(g)△H=-41.8kJ•mol
-1(1)下列說法中可以說明該反應已達到平衡狀態(tài)的是bd
a.體系內混合氣體的密度保持不變 h.v(NO
2)
正=v(SO
3)
逆c.容器內氣體的總壓強保持不變 d.NO體積分數(shù)不再改變
(2)某溫度下,NO
2(g)+SO
2(g)?SO
3(g)+NO(g)的平衡常數(shù)K=$\frac{9}{4}$,該溫度下在甲、乙、丙三個體積為2L的恒容密閉容器中,投入NO
2(g)和SO
2(g),其起始濃度如表所示,
起始濃度 | 甲 | 乙 | 丙 |
c(NO2)/mol•L-1 | 0.10 | 0.20 | 0.20 |
c(SO2)/mol•L-1 | 0.10 | 0.10 | 0.20 |
①10min后,甲中達到平衡,則甲中反應的平均速率v(NO
2)=0.006mol/(L•min).
②丙達到平衡所用的時間<10min(填“<”“>”“=”),達到平衡后,設甲、乙、丙中SO
2(g)的轉化率分別為a、b、c,則三者的大小關系為a=c<b.