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20.CH4和CO2可以制造价值更高的化学产品.已知:
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(g)△H1=a kJ/mol
CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H2=b kJ/mol
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H3=c kJ/mol
(1)写出由甲烷与二氧化碳制一氧化碳和氢气的热化学方程式:CH4(g)+CO2(g)?CO(g)+2H2(g)△H=(a+2b-2c)kJ/mol.
(2)一定条件下,等物质的量的(1)中反应生成的气体可合成二甲醚(CH3OCH3),同时还产生了一种可参与大气循环的无机化合物,该反应的化学方程式为3CO+3H2═CH3OCH3+CO2.

分析 (1)已知①CH4(g)+2O2(g)?CO2(g)+2H2O(g)△H1=a kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H2=b kJ/mol
③2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)△H3=c kJ/mol
①+2×②-2×③得:CH4(g)+CO2(g)?CO(g)+2H2(g)△H,依据盖斯定律计算反应热;
(2)据反应物和生成物可知,参与大气循环的无机化合物为二氧化碳,据原子守恒书写化学方程式.

解答 解:(1)已知①CH4(g)+2O2(g)?CO2(g)+2H2O(g)△H1=a kJ/mol
②CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H2=b kJ/mol
③2CO(g)+O2(g)?2CO2(g)△H3=c kJ/mol
据盖斯定律,①+2×②-2×③得:CH4(g)+CO2(g)?CO(g)+2H2(g)△H=(a+2b-2c)kJ/mol,
故答案为:CH4(g)+CO2(g)?CO(g)+2H2(g)△H=(a+2b-2c)kJ/mol;
(2)据反应物和生成物可知,参与大气循环的无机化合物为二氧化碳,据原子守恒书写化学方程式为:3CO+3H2═CH3OCH3+CO2,
故答案为:3CO+3H2═CH3OCH3+CO2.

点评 本题考查了热化学方程式的书写,明确盖斯定律计算反应热的方法是解题关键,题目难度不大.

练习册系列答案
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8.烟气的脱硝(除NOx)技术和脱硫(除SO2)技术都是环境科学研究的热点.
(1)选择性催化还原技术(SCR)是目前最成熟的烟气脱硝技术,即在催化剂作用下,用还原剂(如NH3)选择性地与NOx反应生成N2和H2O.
①已知:4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(g)△H=-905.5kJ•mol-1
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180kJ•mol-1
则4NH3(g)+4NO(g)+O2(g)=4N2(g)+6H2O(g)△H=-1625.5kJ/mol
②在催化剂作用下,尿素1CO(NH2)2]也可以将NOx反应生成N2和H2O.写出CO(NH2)2与NO2反应的化学方程式4CO(NH2)2+6NO2═7N2+4CO2+8H2O.
(2)催化剂V2O5可用于处理NOx、SO2.
①图1是一种用NH3脱除烟气中NO的原理.当消耗a mol NH3和b mol O2时,消耗NO的物质的量为$\frac{3a-4b}{2}$mol.
②V2O5在催化降解NOx的过程中,也会对SO2的氧化起到一定的催化作用,其反应式如下:
a.V2O5+SO2=V2O4+SO3b.2SO2+O2+V2O4=2VOSO4
c.2VOSO4=V2O5+SO2+SO3
③SO3进一步与烟气中逃逸的氨反应,生成硫酸氢铵和硫酸铵.n(NH3)/n(SO3)对硫酸氢铵及硫酸铵形成的影响如图2所示,图2中A、C区域代表的物质分别为(NH4)2SO4,NH4HSO4.

(3)①电解吸收也是脱硝的一种方法.用6%的稀硝酸吸收NOx生成亚硝酸 1Ka(HNO2)=5.1×10-4],再将吸收液导入电解槽电解,使之转化为硝酸.电解装置如图3所示.阳极的电极反应式为H2O+HNO2-2e-=3H++NO3-.
②O3也可用于烟气脱硝.O3氧化NO2的氧化产物为N2O5.

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