Question

[化学选修2一化学与技术]
2013年1月9日以来，全国中东部地区陷入严重的雾霾污染空气中，中央气象台将大雾蓝色预警升级至黄色预警．雾霾空气中含有较多的粒径2.5微米至10微米的颗粒物．治理雾霾空气是化学工作者的重要工作．
（1）下列哪些措施可以有效治理雾霾空气

 

A、戴口罩远离烟雾B、合理开发水电、太阳能、风能等清洁能源C、种植绿色植物，提高森林覆盖率D、进行人工降雨，减少颗粒漂浮物．
（2）设法把煤转化为中热值气是煤的综合利用途径之一，中热值气的成分是

 

，其主要用途有

 

、

 

（答两种）．
（3）把燃料设计成燃料电池可提高燃料的燃烧效率．以CO为燃料制作燃料电池，电池的正极通入O₂和CO₂，负极通入CO，电解质是熔融碳酸钠，工作时负极反应式为

 

，若使用该电池电解熔融Al₂O₃，制取10.8g Al，则理论上需要氧气的体积为 （标准状况下）

 

L
（4）甲醇是一种重要的化工原料和燃料，工业生产甲醇的常用方法是：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8KJ/mol
已知：2H₂（g）+O₂（g）=H₂O（l）△H=-571.6KJ/mol
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0KJ/mol
CH₃OH（g）=CH₃OH（l）△H=-37.3KJ/mol
计算液体CH₃0H的燃烧热为

 

（5）二甲醚（CH₃OCH₃）可由合成气（CO和H₂）在一定条件下制得．用合成气制二甲醚时，还产生了一种可参与大气循环的、常温为液态的氧化物，写出该反应的化学方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）雾霾与固体颗粒的排放有关，从开发新能源、环境保护、减少固体颗粒排放的角度分析；
（2）煤转化为中热值气，为煤的气化，生成CO、H₂、CH₄等，可作为化工生成的原料；
（3）以CO为燃料制作燃料电池，负极上CO失去电子，电解熔融Al₂O₃，利用电子守恒计算；
（4）a、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ?mol^-1；
b、CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H=-90.8kJ?mol^-1；
c、2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-566.0kJ?mol^-1；
d、CH₃OH（g）═CH₃OH（l）；△H=-37.3kJ?mol^-1，
由盖斯定律可知2a-2b+c-2d可得2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）；
（5）CO和H₂在一定条件下反应生成二甲醚和水．

解答：解：（1）A、戴口罩远离烟雾，不能从源头上减少污染物的排放，不可行，故A错误；
B、合理开发水电、太阳能、风能等清洁能源，减少化石能源的利用，可减少固体颗粒的排放，故B正确；
C、种植绿色植物，提高森林覆盖率，可保护环境，吸收污染物，故C正确；
D、进行人工降雨，减少颗粒漂浮物，减少雾霾的发生，故D正确；
故答案为：BCD；
（2）煤转化为中热值气，为煤的气化，生成CO、H₂、CH₄等，可作为居民用煤气、合成氨、制甲醇的化工原料等，故答案为：CO、H₂、CH₄；居民用煤气；合成氨；
（3）以CO为燃料制作燃料电池，负极上CO失去电子，负极反应式为CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，电解熔融Al₂O₃，由电子守恒可知，4Al～12e^-～3O₂，理论上需要氧气的体积为

10.8g

27g/mol

×

3

4

×22.4L/mol=6.72L，
故答案为：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂；6.72；
（4）a、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ?mol^-1；
b、CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H=-90.8kJ?mol^-1；
c、2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-566.0kJ?mol^-1；
d、CH₃OH（g）═CH₃OH（l）；△H=-37.3kJ?mol^-1，
由盖斯定律可知2a-2b+c-2d可得2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l），△H=2（-571.6kJ?mol^-1）-2（-90.8kJ?mol^-1）+（-566.0kJ?mol^-1）-2（-37.3kJ?mol^-1）=-1453KJ/mol，所以燃烧热为

1

2

×（-1453KJ/mol）=-726.5kJ/mol，
故答案为：-726.5kJ/mol；
（5）CO和H₂在一定条件下反应生成二甲醚和水，该反应为2CO+4H₂

一定条件  .

CH₃OCH₃+H₂O，故答案为：2CO+4H₂

一定条件  .

CH₃OCH₃+H₂O．

点评：本题考查较综合，涉及环境污染、原电池、燃烧热的计算及盖斯定律的应用、化学反应方程式的书写，侧重分析能力、计算能力及知识迁移应用能力的考查，题目难度中等．