9.碳元素及其化合物与人类的生活、生产息息相关,请回答下列问题:
(1)自然界中的碳循环对人类的生存与发展具有重要意义.
①绿色植物的光合作用吸收CO2释放O2的过程可以描述为以下两步:
2CO2(g)+2H2O(l)+2C5H10O4(s)═4(C3H6O3)+(s)+O2(g)+4e-△H=+1360kJ•mol-1
12C3H6O3(s)+12e-═C6H12O6(s,葡萄糖)+6C3H10O4(s)+3O2(g)△H=-1200kJ•mol-1
则绿色植物利用二氧化碳和水合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式为:6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(s)+6O2(g)△H=+2880kJ•mol-1
②溶洞的形成是石灰岩中的主要成分碳酸钙在一定条件下溶解和沉积形成,请站在活化能的角度解释溶洞形成过程极为缓慢的原因溶洞形成过程的化学反应在自然条件下活化能较高.
(2)工业上碳及其化合物是重要的工业原料.
①以CO2、NaCl、NH3为原料制得Na2CO3是“侯氏制碱法”的重要步骤,相关物质的溶解度曲线如图所示,请写出常温下向饱和氯化钠溶液中先后通入足量的NH3、CO2发生反应的离子方程式:NH3+CO2+H2O+Na+=NaHCO3↓+NH4+
常温常压下,在NaHCO3溶液中存在如下平衡:
HCO3-+H2O?H2CO3+OH-    Kh=2.27×10-8
HCO3-?CO32-+H+                 Ka2=4.7×10-11
H2O?H++OH-                     Kw=1.0×10-14
请用K定量解释NaHCO3溶液显碱性的原因:NaHCO3溶液中HCO3-的水解程度大于电离程度,使得溶液中c(OH-)大于c(H+)而显碱性,在NaHCO3溶液中继续通入CO2,至溶液中n(HCO3-):n(H2CO3)=4.4时溶液可以达中性.
②工业上可以利用甲醇制备氢气.
甲醇蒸汽重整法制备氢气的胡政尧反应为CH3OH(g)?CO(g)+2H2(g),设在容积为2.0L的密闭容器中充入0.60mol的CH3OH(g)体系压强为p1,在一定条件下达到平衡时,体系压强为p2,且p2:p1=2.2,则该条件下CH3OH的平衡转化率为60%.
工业上还可以利用甲醇部分氧化法制备氢气,在一定温度下以$\frac{Ag}{Ce{O}_{2}}$-ZnO为催化剂,原料气比例对反应选择性(选择性越大,表示生成的该物质越多)影响关系如图所示.则当$\frac{n({O}_{2})}{n(C{H}_{3}OH)}$=0.25时,CH3OH与O2发生的主要反应方程式为2CH3OH+O2?2HCHO+2H2O;在制备H2时最好控制$\frac{n({O}_{2})}{n(C{H}_{3}OH)}$=0.5.
 0  162763  162771  162777  162781  162787  162789  162793  162799  162801  162807  162813  162817  162819  162823  162829  162831  162837  162841  162843  162847  162849  162853  162855  162857  162858  162859  162861  162862  162863  162865  162867  162871  162873  162877  162879  162883  162889  162891  162897  162901  162903  162907  162913  162919  162921  162927  162931  162933  162939  162943  162949  162957  203614 

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