题目内容
为减少和消除CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。甲醇是一种可再生燃料,它的沸点为64.7℃。有科学家提出绿色构想:把含有CO2的空气或工业尾气通入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想流程如下:(相对原子质量:C-12 O-16 Ca-40 Ba-137)
试回答下列问题:
(1)写出分解池中发生反应的化学方程式_________________________。
(2)在2×105Pa、300℃合成塔中,若有CO2与H2反应生成32g甲醇和水,放出49.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式: ______________________。
(3)在合成塔中发生的是放热反应,高温不利于甲醇的生成,合成塔中维持300℃的较高温度的原因可能是_______________;若要提高甲醇的产率,可采取的措施有(写2条):________________ 、______________。
(4)甲醇的一个重要作用是制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为:_____________________。
(5)常温常压下,饱和CO2水溶液的的pH=5.6,c (H2CO3)= 1.5×10–5mol/L,若忽略水的电离和H2CO3的二级电离,则H2CO3HCO3–+ H+的平衡常数K= _________ (计算结果保留2位有效数字,己知10–5.6=2.5×10–6)。
(6)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积常数分别为4.96×10–9、2.58×10–9,该同学应该选用较合适的试剂是_________(填字母)。
A.Ba(OH)2溶液
B.Ca(OH)2溶液
C.BaCl2和NaOH混合溶液
D.CaCl2溶液
(1)写出分解池中发生反应的化学方程式_________________________。
(2)在2×105Pa、300℃合成塔中,若有CO2与H2反应生成32g甲醇和水,放出49.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式: ______________________。
(3)在合成塔中发生的是放热反应,高温不利于甲醇的生成,合成塔中维持300℃的较高温度的原因可能是_______________;若要提高甲醇的产率,可采取的措施有(写2条):________________ 、______________。
(4)甲醇的一个重要作用是制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为:_____________________。
(5)常温常压下,饱和CO2水溶液的的pH=5.6,c (H2CO3)= 1.5×10–5mol/L,若忽略水的电离和H2CO3的二级电离,则H2CO3HCO3–+ H+的平衡常数K= _________ (计算结果保留2位有效数字,己知10–5.6=2.5×10–6)。
(6)某同学拟用沉淀法测定空气中CO2的体积分数,他查得CaCO3、BaCO3的溶度积常数分别为4.96×10–9、2.58×10–9,该同学应该选用较合适的试剂是_________(填字母)。
A.Ba(OH)2溶液
B.Ca(OH)2溶液
C.BaCl2和NaOH混合溶液
D.CaCl2溶液
(1)2KHCO3K2CO3+ CO2↑+H2O
(2)CO2(g)+3H2(g)= CH3OH (g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ/mol
(3)该温度下催化剂的活性最高(较低温时反应速率过慢,生产效率低);降温;加压(或将水和甲醇从混合体系中分离出来;合理即可)
(4)CH3OH+8OH–-6e–=CO32-+6H2O或:2CH3OH+16OH–-12e–=2CO32–+12H2O
(5)4.2×10–7 mol/L
(6)AD
(2)CO2(g)+3H2(g)= CH3OH (g)+H2O(g) ΔH=-49.5kJ/mol
(3)该温度下催化剂的活性最高(较低温时反应速率过慢,生产效率低);降温;加压(或将水和甲醇从混合体系中分离出来;合理即可)
(4)CH3OH+8OH–-6e–=CO32-+6H2O或:2CH3OH+16OH–-12e–=2CO32–+12H2O
(5)4.2×10–7 mol/L
(6)AD
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