4.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恒容密闭容器中充人CO和H2O(g),800℃时测得部分数据如下表.
t/min01234
n(H2O)/mol0.6000.5200.4500.3500.350
n(CO)/mol0.4000.3200.2500.1500.150
则该温度下反应的平衡常数K=1.2.
(2)相同条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO、1mol H2O(g)、2molCO2、2mo1H2
此时υ(正)< υ(逆)(填“>”“=”或“<”).
(3)一定温度下,在恒容密闭容器中NO2与O2反应如下:4NO2(g)+O2(g)?2N2O5(g);若已知K350℃<K300℃,则该反应是放热反应(填“吸热”或“放热”).
Ⅱ.已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283kJ•mol-1、286kJ•mol-1、726kJ•mol-1
(4)利用CO、H2合成液态甲醇的热化学方程式为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=-129kJ•mol-1
(5)依据化学反应原理,分析增加压强对制备甲醇反应的影响增加压强使反应速率加快,同时平衡右移,CH3OH产率增大.
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O${\;}_{2}^{-}$
(6)以辛烷(C8H18)代表汽油,写出该电池工作时的负极反应方程式C8H18-50e-+25O2-=8CO2+9H2O.
(7)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NaOH80g.
Ⅳ.煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一.
(8)将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环.如:
a.6CO2+6H2O$\stackrel{光照/叶绿素}{→}$C6H12O6+6O2        
b.2CO2+6H2$→_{△}^{催化剂}$C2H5OH+3H2O
c.CO2+CH4$→_{△}^{催化剂}$ CH3COOH               
d.2CO2+6H2$→_{△}^{催化剂}$CH2=CH2+4H2O
以上反应中,最节能的是,反应c中理论上原子利用率为100%.
3.二氧化碳是一种宝贵的碳氧资源.以CO2和NH3为原料合成尿素是固定和利用CO2的成功范例.在尿素合成塔中的主要反应(均自发进行)可表示如下:
反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)═NH2CO2NH4(s);△H1
反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)═CO(NH22(s)+H2O(l);△H2
反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g)═CO(NH22(s)+H2O(g);△H3
已知:H2O(g)═H2O(l);△H4
请回答下列问题:
(1)反应Ⅰ的△H1=△H3+△H4-△H2(用其他△H表示).
(2)反应Ⅱ的△S>0 (填“>”、“=”或“<”).
(3)某研究小组为探究反应Ⅲ影响CO2转化率的因素,在其它条件一定时,图1为CO2转化率受温度变化影响的曲线,图2是按不同氨碳比[n(NH3)/n(CO2)]投料时CO2平衡转化率的变化曲线.

①当温度高于T℃后,CO2转化率变化趋势如图1所示,其原因是温度高于T℃时,因为反应Ⅲ为自发反应,△S<0,则反应△H3<0,是放热反应,温度升高平衡向逆方向进行,CO2的平衡转化率降低.
②生产中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是氨碳比在4.5时,NH3的量增大较多,而CO2的转化率增加不大,提高了生产成本.
(4)在某恒定温度下,将NH3和CO2物质的量之比按2:1充入一体积为10L的密闭容器中(假设容器体积不变,生成物的体积忽略不计且只发生反应Ⅰ),经15min达到平衡,各物质浓度的变化曲线如图2所示.
①在上述条件下,从反应开始至15min时,NH3的平均反应速率为0.027mol•L-1•min-1.则反应Ⅰ的平衡常数的值为250.
②若保持平衡的温度和体积不变,25min时再向该容器中充入2mol NH3和1mol CO2,在40min时重新达到平衡,请在图3中画出25~50min内CO2的浓度变化趋势曲线.
 0  162130  162138  162144  162148  162154  162156  162160  162166  162168  162174  162180  162184  162186  162190  162196  162198  162204  162208  162210  162214  162216  162220  162222  162224  162225  162226  162228  162229  162230  162232  162234  162238  162240  162244  162246  162250  162256  162258  162264  162268  162270  162274  162280  162286  162288  162294  162298  162300  162306  162310  162316  162324  203614 

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