(16分)通过煤的气化和液化,使碳及其化合物得以广泛应用。

I.工业上先用煤转化为CO,再利用CO和水蒸气反应制H2时,存在以下平衡:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

(1)向1L恒容密闭容器中充入CO和H2O(g),800℃时测得部分数据如下表。

t/min

0

1

2

3

4

n(H2O)/mol

0.600

0.520

0.450

0.350

0.350

n(CO)/mol

0.400

0.320

0.250

0.150

0.150

则该温度下反应的平衡常数K= 。(保留2位有效数字)

(2)相同条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO、1mol H2O(g)、2molCO2、2mo1 H2,此时v (正)_____________ v (逆)(填“>” “=” 或 “<”)。

II.已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283 kJ·mol-1、286 kJ·mol-1、726 kJ·mol-1。

(3)利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为

(4)依据化学反应原理,分析增加压强对制备甲醇反应的影响

III.为摆脱对石油的过度依赖,科研人员将煤液化制备汽油,并设计了汽油燃料电池,电池工作原理如右图所示:一个电极通入氧气,另一电极通入汽油蒸气,电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—。

(5)以辛烷(C8H18)代表汽油,写出该电池工作时的负极反应方程式

(6)已知一个电子的电量是1.602×10—19C,用该电池电解饱和食盐水,当电路中通过1.929×105C的电量时,生成NaOH g。

Ⅳ.煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一。

(7)将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环。如:

a.6CO2+6H2OC6H12O6+6O2 b.2CO2 + 6H2C2H5OH +3H2O

c.CO2 + CH4 CH3COOH d.2CO2 + 6H2 CH2=CH2 + 4H2O

以上反应中,最节能的是 ,反应b中理论上原子利用率为

 0  148284  148292  148298  148302  148308  148310  148314  148320  148322  148328  148334  148338  148340  148344  148350  148352  148358  148362  148364  148368  148370  148374  148376  148378  148379  148380  148382  148383  148384  148386  148388  148392  148394  148398  148400  148404  148410  148412  148418  148422  148424  148428  148434  148440  148442  148448  148452  148454  148460  148464  148470  148478  203614 

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