2.CO2作为未来碳源,既可弥补因石油、天然气等大量消耗引起的“碳源危机”,又可有效地解决温室效应.目前,人们利用光能和催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2.某研究小组选用不同的催化剂(a,b,c),获得的实验结果如图1所示,请回答下列问题:

(1)反应开始后的12小时内,在b(填a、b、c)的作用下,收集CH4的最多.
(2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)
△H=+206kJ•mol-1.将等物质的量的CH4和H2O(g)充入2L恒容密闭容器,某温度下反应5min后达到平衡,此时测得CO的物质的量为0.10mol,则5min内H2的平均反应速率为0.03mol/(L•min).平衡后可以采取下列AB的措施能使n(CO):n(CH4)增大.
A.加热升高温度
B.恒温恒压下充入氦气
C.恒温下缩小容器体积
D.恒温恒容下再充入等物质的量的CH4和H2O
(3)工业上可以利用CO为原料制取CH3OH.
已知:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.5kJ•mol-1
CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H=+41.3kJ•mol-1
①试写出由CO和H2制取甲醇的热化学方程式CO(g)+2H2(g)?CH3OH(l)△H=-90.8kJ•mol-1
②该反应的△S<0(填“>”或“<”或“=”),在低温情况下有利于该反应自发进行.
(4)某科研人员为研究H2和CO合成CH3OH的最佳起始组成比n(H2):n(CO),在l L恒容密闭容器中通入H2与CO的混合气(CO的投入量均为1mol),分别在230℃、250℃和270℃进行实验,测得结果如图2,则230℃时的实验结果所对应的曲线是X(填字母);理由是该反应是放热反应,温度越低转化率越高.列式计算270℃时该反应的平衡常数K:$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{c(CO)•{c}^{2}({H}_{2})}$=$\frac{0.5}{0.5×{1}^{2}}$=1.
15.氮元素及其化合物在生产、生活中有着广泛的应用.
Ⅰ.亚硝酸(HNO2)是一种弱酸、具有氧化性.
(1)已知:25℃时,Ka(HNO2)=5.0×10-4  Kb(NH3•H2O)=1.8×10-5
室温下,0.1mol•L-1的NH4NO2溶液中离子浓度由大到小顺序为c(NO2-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-).
(2)酸性工业废水中NO3-可用尿素[CO(NH22]处理,转化为对空气无污染的物质,其反应的离子反应方程式为6H++5CO(NH22+6NO3-=5CO2↑+8N2↑+13H2O.
Ⅱ.工业上以NH3、CO2为原料生产尿素,该过程实际分为两步反应:
第一步合成氨基甲酸铵:2NH3(g)+CO2(g)═H2NCOONH4(s)△H=-272kJ•mol-1
第二步氨基甲酸铵分解:H2NCOONH4(s)═CO(NH22(s)+H2O(g)△H=+138kJ•mol-1
(3)写出以NH3、CO2为原料合成尿素分热化学方程式:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH22(s)+H2O(g)△H=-134kJ•mol-1
(4)某实验小组模拟工业上合成尿素的条件:T℃时,在一体积为10L密闭容器中投入4molNH3和1molCO2
,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如图1所示.
①反应进行到10min时测得CO2的物质的量为0.26mol,则第一步的反应速率v(CO2)=0.0074mol/(L•min).
②已知总反应的快慢由慢的一步决定,则在此条件下,合成尿素两步反应中慢反应的平衡常数K=c(H20).
Ⅲ.电化学方法可用于治理空气中的氮氧化物NOx
(5)如图2是用食盐水做电解液电解烟气脱氮的一种原理图,NO被阳极产生的氧化性物质氧化为NO3-,尾气经氢氧化钠溶液吸收后排入空气.
①电解池中NO被氧化成NO3-的离子方程式为3Cl2+8OH-+2NO=2NO3-+6Cl-+4H2O
②研究发现,除了电流密度外,控制电解液较低的pH有利于提高NO去除率,其原因是次氯酸钠在酸性条件下氧化性增强.
 0  160208  160216  160222  160226  160232  160234  160238  160244  160246  160252  160258  160262  160264  160268  160274  160276  160282  160286  160288  160292  160294  160298  160300  160302  160303  160304  160306  160307  160308  160310  160312  160316  160318  160322  160324  160328  160334  160336  160342  160346  160348  160352  160358  160364  160366  160372  160376  160378  160384  160388  160394  160402  203614 

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