Question

为了减少煤燃烧对大气造成的污染，煤的气化和液化是高效、清洁利用煤炭的重要途径，而减少CO₂气体的排放也是人类面临的重大课题．煤综合利用的一种途径如下所示：
（1）用图所示装置定量检测过程①产生的CO₂（已知：煤粉燃烧过程中会产生SO₂）
B中预期的实验现象是______，D中的试剂是______．
（2）已知C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ?mol^-1
C（s）+2H₂O（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90kJ?mol^-1
则一氧化碳与水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是______，该反应的化学平衡常数K随温度的升高将______ （填“增大”、“减小”或“不变”）．
（3）用图装置可以完成⑤的转化，同时提高能量的利用率．其实现的能量转化形式主要是______，a的电极反应式是______．


（4）燃煤烟气中的CO₂可用稀氨水捕获和吸收，不仅可以减少CO₂的排放，也可以生产化肥碳酸氢铵．假设该方法每小时处理含CO₂的体积分数为11.2%的燃煤烟气1000m³（标准状况），其中CO₂的脱除效率为80%，则理论上每小时生产碳酸氢铵______kg．

Answer 1

【答案】分析：（1）根据燃煤烟气的成分为CO₂、SO₂、CO、H₂O，酸性高锰酸钾能够除去SO₂，CO₂、CO、H₂O不能使品红溶液褪色，浓硫酸可以吸水；根据碱石灰能够吸收CO₂；
（2）根据盖斯定律来解答；根据温度对化学平衡的影响来判断平衡常数K的变化；
（3）根据原电池将化学能转变成电能；根据负极的电极反应=总反应-正极的电极反应；
（4）根据方程式：CO₂+NH₃?H₂O=NH₄HCO₃来计算．
解答：解：（1）燃煤烟气的成分为CO₂、SO₂、CO、H₂O，酸性高锰酸钾能够除去SO₂，CO₂、CO、H₂O不能使品红溶液褪色，碱石灰能够吸收CO₂，故答案为：品红溶液不变色；碱石灰；
（2）C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H₁=+131.3kJ?mol^-1     ①
     C（s）+2H₂O（g）=CO₂（g）+2H₂（g）△H₂=+90kJ?mol^-1     ②
由盖斯定律②-①得：
      CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.3kJ?mol^-1
升高温度平衡向吸热的方向移动，而该反应正反应为放热，故逆向移动，平衡常数K减小，
故答案为：CO（g）+H₂O（g）=CO₂（g）+H₂（g）△H=-41.3kJ?mol^-1；减小；
（3）原电池将化学能转变成电能，正极：3O₂+12e-+12H⁺=6H₂O，总反应：CH₃OCH₃+3O₂=2CO₂↑+3H₂O，负极的电极反应=总反应-正极的电极反应=CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺，
故答案为：化学能转变成电能；CH₃OCH₃+3H₂O-12e^-=2CO₂↑+12H⁺；
（4）由 CO₂ +NH₃?H₂O=NH₄HCO₃ 
                        1           1
      4000mol
所以NH₄HCO₃ 的质量为：4000mol×79g/mol=316000g=316kg，故答案为：316．
点评：本题以煤资源为背景，考查的知识点较多，综合性较强，是一道好题，熟悉盖斯定律计算反应热、电化学等知识即可解答．