(08上海12校聯(lián)考)某污水處理廠用化學(xué)和生物方法處理污水，若污水中所含糖類（CH₂O）_n有45%被完全氧化，即發(fā)生(CH₂O_n+nO₂→nCO₂+nH₂O；另有10%經(jīng)過發(fā)酵過程進(jìn)行無氧分解，即2(CH₂O)_n→nCO₂+nCH₄。其余部分糖類仍然留在沉積物中，當(dāng)該廠每天CO₂和CH₄共16.0m³（標(biāo)準(zhǔn)狀況）時(shí)，求：

   （1）每天被氧化和被發(fā)酵的糖類共多少千克？

   （2）每天有多少千克糖類留在沉積物中？

  （3）污水中的糖類通過完全氧化、無氧發(fā)酵和沉積下來得以處理，使水體得以消除糖類引起的污染。若污水中糖類含量為250mg?m³，該工廠每天可處理多少立方米污水？

   （4）生成的CH₄可用來生產(chǎn)水煤氣：CH₄+H₂O     CO+3H₂，該廠每天能生產(chǎn)多少立方米水煤氣（標(biāo)準(zhǔn)狀況）？

（10分）通�？諝庵蠧O允許濃度是＜5 × 10^－6，最高可忍受的水平是50 × 10^－6。在甲烷燃燒器里常發(fā)生如下反應(yīng)：CH₄(g) + 2O₂(g) ＝ CO₂(g) + 2H₂O (g)           （A）

                  CH₄(g) + 3/2O₂(g) ＝ CO(g) + 2H₂O (g)          （B）  

當(dāng)燃燒器的調(diào)節(jié)不當(dāng)時(shí)有引起CO中毒的危險(xiǎn)�，F(xiàn)已知下列數(shù)據(jù)（298K，P^Θ下）：

并已知下列有關(guān)公式：Δ_rG^Θ_m＝Δ_rΗ^Θ_m -TΔ_r S^Θ_m；  Δ_rG^Θ_m＝ -RTlnK^Θ

請求算并解答下列問題：

（1）       假設(shè)Δ_fΗ^Θ_m、S^Θ_m的數(shù)值均不隨溫度發(fā)生變化，試計(jì)算T＝1500K下反應(yīng)的（A）、（B）的Δ_rG^Θ_m（A）、Δ_rG^Θ_m（B）

（2）       求反應(yīng)（A）、（B）在1500K下的標(biāo)準(zhǔn)平衡常數(shù)K^Θ_A、K^Θ_B

（3）       由（2）題得出的信息說明下列問題：

①         該條件下，（A）、（B）反應(yīng)是否完全？達(dá)平衡時(shí)有人認(rèn)為n(CH₄) ≈ 0，是否合理？

②         平衡時(shí)，n(CO₂)和n(CO)之間的關(guān)系如何？（寫出>，< 或>>，<<）

（4）           當(dāng)反應(yīng)條件在T=1500K，P^Θ時(shí)，進(jìn)入燃燒器的空氣量維持物質(zhì)的量的比例CH₄：O₂ =1：2，當(dāng)達(dá)到平衡時(shí)，CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)x(CO)為7.6× 10^－5；若反應(yīng)前后總物質(zhì)的量可視為不變。請計(jì)算當(dāng)燃燒產(chǎn)生的煙中的水蒸氣從1500K冷卻到室溫后，水蒸汽凝結(jié)，致使氣相中的總物質(zhì)的量由n_總 =11變成n_總 =9，此時(shí)煙里的CO的濃度x′(CO)為多少？（用10^－6表示）有CO中毒的危險(xiǎn)嗎？。

（14分）近年來，在超臨界CO₂（臨界溫度T_c = 304.3K；臨界壓力p_c = 72.8×10⁵Pa）中的反應(yīng)引起廣泛關(guān)注。該流體的密度在臨界點(diǎn)附近很容易調(diào)制，可認(rèn)為是一種替代有機(jī)溶劑的綠色溶劑，該溶劑早已用于萃取咖啡因。然而，利用超臨界CO₂的缺點(diǎn)之一是CO₂必須壓縮。

10-1  計(jì)算將CO₂從1bar壓縮到50bar所需的能量，其最終體積為50ml，溫度為298K，設(shè)為理想氣體。

10-2  實(shí)際氣體用如下方程描述（近似的）：

[p+a(n/V)²](V－nb) = nRT   

對于CO₂：a =3.59×10⁵ Padm⁶mol^－2    b = 0.0427dm³mol^－1

分別計(jì)算在溫度為305K和350K下為達(dá)到密度220gdm^－3，330 gdm^－3，440 gdm^－3所需的壓力。

10-3  超臨界流體的性質(zhì)，如二氧化碳的溶解能力和反應(yīng)物的擴(kuò)散性與液體的密度關(guān)系密切，上問的計(jì)算表明，在哪一區(qū)域――近臨界點(diǎn)還是在較高壓力或溫度下更容易調(diào)制流體的密度？

10-4  在超臨界二氧化碳中氧化醇類，如將芐醇氧化為苯甲醛，是一種超臨界工藝，反應(yīng)在催化選擇性效率為95％的Pd/Al₂O₃催化劑作用下進(jìn)行。

（1）寫出主要反應(yīng)過程的配平的反應(yīng)式。

（2）除完全氧化外，進(jìn)一步氧化時(shí)還發(fā)生哪些反應(yīng)？

10-5  在另一超流體工藝合成有機(jī)碳酸酯和甲酰胺的例子中，二氧化碳既是溶劑又可作為反應(yīng)物替代光氣或一氧化碳。

（1）寫出甲醇和二氧化碳反應(yīng)得到碳酸二甲酯的配平的化學(xué)反應(yīng)方程式，如以光氣為反應(yīng)物如何得到碳酸二甲酯？

（2）用適當(dāng)?shù)拇呋瘎┛捎脝徇�和二氧化碳合成甲�；鶈徇�。該反�?yīng)還需添加什么反應(yīng)物？寫出反應(yīng)式；若用一氧化碳替代，反應(yīng)式如何？

10-6  用綠色化學(xué)的觀念給出用二氧化碳代替一氧化碳和光氣的兩個(gè)理由。與以CO或COCl₂為反應(yīng)物對比，再給出用CO₂為反應(yīng)物的1個(gè)主要障礙（除必須對二氧化碳進(jìn)行壓縮外）

注：嗎啉的分子式為C₄H₉NO；結(jié)構(gòu)式為：