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H
2时,存在以下平衡:CO(g)+H
2O(g)?CO
2(g)+H
2(g)
(1)向1L恒容密闭容器中充人CO和H
2O(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=
.
(2)相同条件下,向2L恒容密闭容器中充入1mol CO、1mol H
2O(g)、2mol CO
2、2mol H
2,此时υ(正)
υ(逆)(填“>”“=”或“<”).
Ⅱ.已知CO(g)、H
2(g)、CH
3OH(l)的燃烧热分别为283kJ?mol
-1、286kJ?mol
-1、726kJ?mol
-1.
(3)利用CO、H
2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Y
2O
3的ZrO
2晶体,它在高温下能传导O
2-.
(5)以辛烷(C
8H
18)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1.929×10
5C的电量时,生成NaOH
g.
Ⅳ.煤燃烧产生的CO
2是造成温室效应的主要气体之一.
(7)将CO
2转化成有机物可有效地实现碳循环.如:
a.6CO
2+6H
2O
C
6H
12O
6+6O
2b.2CO
2+6H
2C
2H
5OH+3H
2O
c.CO
2+CH
4CH
3COOH
d.2CO
2+6H
2CH
2=CH
2+4H
2O
以上反应中,最节能的是
,反应b中理论上原子利用率为
.