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/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1molCO、1mol H2O(g)、2molCO2、2mo1 H2,
此时υ(正) υ(逆) (填“>” “="”" 或 “<”)。
II.已知CO(g)、H2(g)、CH3OH(l)的燃烧热分别为283 kJ·mol-1、286 kJ·mol-1、726 kJ·mol-1'。
(3)利用CO、H2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Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下能传导O2—。
(5)以辛烷(C8H18)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1.929×105C的电量时,生成NaOH g。
Ⅳ.煤燃烧产生的CO2是造成温室效应的主要气体之一。
(7)将CO2转化成有机物可有效地实现碳循环。如:
a.6CO2+6H2OC6H12O6+6O2
b.2CO2 + 6H2C2H5OH +3H2O
c.CO2 + CH4CH3COOH
d.2CO2 + 6H2CH2=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 。