低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式,低碳循环正成为科学家研究 的主要课题。最近有科学家提出构想:把空气吹 入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取 出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。 该构想技术流程如下:

(1)向分解池中通入高温水蒸气的作用是________________。

(2)已知在常温常压下:

①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H=-1275.6 kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1

③H2O(g)=H2O(l) △H=-44.0 kJ·mol-1

则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为______________。

(3)依据甲醇燃烧的反应原理。设计如右图所示的电池装置。该装置负极的电极反应式为____________。

(4)已知Ksp(CaCO3)=2.8×10-9mol2·L-2.现将CaCl2溶液与0.02 mol·L-1Na2CO3溶液等体积混合,生成CaCO3沉淀时,所需CaCl2溶液的最小物质的量浓度为_____________。

(5)CO(g)和H2O(g)在一定条件下反应可得到清洁燃料H2。将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中发生反应:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g),不同温度下得到三组数据:

①实验1前6 min的反应速率v(CO2)=___________(保留小数点后两位,下同)。

②实验2条件下平衡常数K=_____________。

③该反应的△H____________0 (填“<”或“>”=。)

④实验3中,若平衡时的转化率α(CO)>α(H2O),则a/b的取值范围是_______________。

我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法。

I.已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ/mol

2Fe(s)+3/2O2(g)=Fe2O3(s) △H=-825.5 kJ/mol

则反应:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) △H= kJ/mol。

II.反应1/3Fe2O3(s)+CO(g)2/3Fe(s)+CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.0。在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡。

(1)CO的平衡转化率= _____________。

(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________

a.提高反应温度

b.增大反应体系的压强

c.选取合适的催化剂

d.及时吸收或移出部分CO2

e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触

III.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)。请根据图示回答下列问题:

(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=____________。

(2)若在一体积可变的密闭容器中充入l molCO、2molH2和1molCH3OH,达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向____________(填“正”、“逆”)反应方向移动。

(3)以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢气为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:

1)B极上的电极反应式为

2)若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解硫酸铜溶液,当阳极收集到11.2L(标准状况)气体时,消耗甲烷的体积为 L(标准状况下)。

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