题目内容
(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ?mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ?mol-1
则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为
(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)
| 催化剂 |
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
| 投料比[n(H2)/n(CO2)] | 500K | 600K | 700K | 800K |
| 1.5 | 45% | 33% | 20% | 12% |
| 2.0 | 60% | 43% | 28% | 15% |
| 3.0 | 83% | 62% | 37% | 22% |
②若用甲醚作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式
③在②所确定的电池中,若通入甲醚(沸点为-24.9℃)的速率为1.12L?min-1(标准状况),并以该电池作为电源电解2mol?L-1CuSO4溶液500mL,则通电30s后理论上在阴极可析出金属铜
(2)①依据平衡常数随温度变化分析判断,平衡常数只随温度变化;
②甲醚作为燃料电池的原料.甲醚在负极失电子发生氧化反应,依据电极书写方法写出电极反应;
③甲醚燃料电池为原电池做电源电解硫酸铜溶液,锌接原电池负极做阴极,依据电解原理,阳离子移向阴极,结合电极反应电子守恒计算;
②CH4(g)十4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ.mol-l
依据盖斯定律①+②得到:2 CH4(g)+4NO2(g)=2N2(g)+2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1734KJ/mol;
即热化学方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867KJ/mol;
故答案为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867KJ/mol;
(2)①依据图表数据分析,平衡常数随温度升高减小,平衡逆向进行,正反应为放热反应,改变投料比不影响平衡常数;故答案为:减小,不变;
②若用甲醚作为燃料电池的原料,甲醚在负极失电子反应氧化反应,在碱性介质中电池负极的电极反应式:CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O;
故答案为:CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O;
③甲醚燃料电池设计如图所示的装置,甲醚燃料电池为原电池做电源电解硫酸铜溶液,阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu,通入甲醚(沸点为-24.9℃)的速率为1.12L?min-1(标准状况),则通电30s后消耗甲醚的物质的量是0.56L即0.025mol,根据反应CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O,这些甲醚伴随着0.3mol电子转移,阴极电极反应为Cu2++2e-=Cu,当转移电子0.3mol时,析出金属铜的物质的量是0.15mol,质量是0.15mol×64g/mol=9.6g,
故答案为:9.6.
燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等气体,常用下列方法处理,以实现节能减排、废物利用等。
(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160 kJ·mol-1
则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为 。
(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:
2CO2(g) + 6H2(g)
CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
| 投料比[n(H2) / n(CO2)] | 500 K | 600 K | 700 K | 800 K |
| 1.5 | 45% | 33% | 20% | 12% |
| 2.0 | 60% | 43% | 28% | 15% |
| 3.0 | 83% | 62% | 37% | 22% |
②若用甲醚作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式
。若通入甲醚(沸点为-24.9 ℃)的速率为1.12 L·min-1(标准状况),并以该电池作为电源电解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL,则通电30 s后理论上在阴极可析出金属铜 g。
(10分)燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等气体,常用下列方法处理,以实现节能减排、废物利用等。
(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物,如:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H =-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H =-1160 kJ·mol-1
则CH4(g)将NO2(g)还原为N2(g)等的热化学方程式为 ▲ 。
(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:2CO2(g) + 6H2(g)
CH3OCH3(g)
+ 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时, CO2的转化率见下表:
|
投料比[n(H2) / n(CO2)] |
500 K |
600 K |
700 K |
800 K |
|
1.5 |
45% |
33% |
20% |
12% |
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2.0 |
60% |
43% |
28% |
15% |
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3.0 |
83% |
62% |
37%[ |
22% |
①若温度升高,则反应的平衡常数K将 ▲ (填“增大”、“减小”或“不变”。下同);若温度不变,提高投料比[n(H2) / n(CO2)],则K将 ▲ 。
②若用甲醚作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池负极的电极反应式 ▲ 。
③在②所确定的电池中,若通入甲醚(沸点为-24.9 ℃)的速率为1.12 L·min-1(标准状况),并以该电池作为电源电解2 mol·L-1 CuSO4溶液500 mL,则通电30 s后理论上在阴极可析出金属铜 ▲ g。