Question

(14分)加大对煤燃烧产生的废气、废渣的处理已刻不容缓。
（1） 对燃煤的废气进行脱硝处理时，可利用甲烷催化还原氮氧化物，如：
CH₄(g)＋4NO₂(g)===4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH＝a kJ·mol^－1
CH₄(g)＋4NO(g)===2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)；ΔH＝b kJ·mol^－1
则反应CH₄(g)＋2NO₂(g)===N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g)的ΔH＝________ kJ·mol^－1(用含a、b的代数式表示)。
（2） 将燃煤废气中的CO₂转化为二甲醚的反应原理为：

2CO₂(g)＋6H₂(g) CH₃OCH₃(g)＋3H₂O(g)；ΔH
① 该反应平衡常数表达式为K＝________。
② 已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO₂的转化率如右图所示。该反应的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。若温度不变，减小反应投料比[n(H₂) /n(CO₂)]，则K将________(填“增大”“减小”或“不变”)。
③ 二甲醚燃料电池具有启动快，效率高等优点，若电解质为酸性，二甲醚燃料电池的负极反应为____________________________。

（3） 以CO₂为原料合成的碳酸酯(仅含碳、氢、氧三种元素)是用途广泛的化学品，某种碳酸酯(DPC)水解产物之一遇氯化铁溶液显紫色，右图为它的核磁共振氢谱图，请写出DPC的结构简式：____________。
（4） 某电厂的粉煤灰含莫来石(主要成分为Al₆Si₂O₁₃、SiO₂)。将其和纯碱在高温下烧结，可制取NaAlSiO₄(霞石)、Na₂SiO₃和NaAlO₂，有关化学方程式(反应条件均为高温)为：
Al₆Si₂O₁₃＋3Na₂CO₃===2NaAlSiO₄＋4NaAlO₂＋3CO₂↑
Al₆Si₂O₁₃＋5Na₂CO₃===2Na₂SiO₃＋6NaAlO₂＋5CO₂↑
SiO₂＋Na₂CO₃===Na₂SiO₃＋CO₂↑
则用1 mol Al₆Si₂O₁₃和4 mol SiO₂通过以上反应制得5 mol NaAlO₂，共消耗Na₂CO₃为________mol。

Answer 1

（1） (a＋b)/2
（2） ① [c(CH₃OCH₃)×c³(H₂O)]/[c²(CO₂)×c⁶(H₂)]　② <　不变
③ CH₃OCH₃－12e^－＋3H₂O===2CO₂＋12H^＋
（3）  
（4） 8

试题分析：（1）方程式（1+2）÷2得到对应方程式，焓变同方程式，ΔH＝(a＋b)/2 kJ·mol^－1（2）由图可知，温度高CO₂转化率低，平衡逆向移动，反应放热；平衡常数只与温度有关，温度不变，k不变；负极是二甲醚失去电子，转移电子数可以根据化合价确定；（3）根据信息确定形成酯的酸为碳酸，提共羟基的为酚，产物只有3中不同化学环境的氢且比值为2：2：1，由此确定为；（4）反应中SiO₂消耗Na₂CO₃，Al₆Si₂O₁₃与Na₂CO₃发生两个反应，根据 反应物和产物列方程组解题，
设第1、2反应分别消耗Al₆Si₂O₁₃的物质的量为x、y，则有
X+y=1
4x+6y=5
解得x=y=0．5mol
故共消耗Na₂CO₃为0．5×3+0．5×5+4=8mol