能源、环境与人类生活和社会发展密切相关,研究它们的综合利用有重要意义。
Ⅰ、煤可以通过气化和液化转变为清洁能源并提高燃烧效率。
煤气化的主要反应是:C(g)+ H2O(g)CO(g)+H2(g)。
气化得到的CO和H2可以进一步液化合成甲醇,反应方程式为:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ∆H
(1)若相同温度下CO、H2、CH3OH(g)的燃烧热(∆H)分别为a、b、c,则上述反应的∆H= 。
(2)将1molCO和2molH2通入1L密闭容器中,分别恒温在3000C和5000C反应,每隔一定时间测得容器中甲醇的浓度如下:
|
10min |
20min |
30min |
40min |
50min |
60min |
3000C |
0.40 |
0.60 |
0.75 |
0.84 |
0.90 |
0.90 |
5000C |
0.60 |
0.75 |
0.78 |
0.80 |
0.80 |
0.80 |
①在3000C反应开始10分钟内,H2的平均反应速率_____________。
②5000C平衡常数K=___________。
③在另一体积不变的容器中,充入1.2molCO和2.0molH2,一定条件下达到平衡,测得容器内压强为起始的一半。计算该条件下H2转化率为 。
(3)煤燃烧的主要产物CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其KSP=2.8×10-9mol2/L2。现将2×10-4mol/L的Na2CO3溶液与一定浓度的CaC12溶液等体积混合生成沉淀,计算应加入CaC12溶液的最小浓度为 。
Ⅱ、超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,化学方程式如下:2NO十2CO2CO2+ N2 △H
某温度下用气体传感器测得不同的时间的NO和CO浓度如下表:
时间/s |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
c(NO)(×10-4mol/L) |
10.0 |
4.50 |
2.50 |
1.50 |
1.00 |
1.00 |
c(CO)( ×10-3mol/L) |
3.60 |
3.05 |
2.85 |
2.75 |
2.70 |
2.70 |
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的△H 0(填写“>”、“<”、“=”);
(2)某同学设计了三组实验,分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,部分实验条件如下表:
实验编号 |
T/℃ |
NO初始浓度/mol·L-1 |
CO初始浓度/mol·L-1 |
催化剂的比表面积/m2·g—1 |
I |
280 |
1.2×10—3 |
5.8×10—3 |
82 |
Ⅱ |
280 |
1.2×10—3 |
5.8×10—3 |
124 |
Ⅲ |
350 |
1.2×10—3 |
5.8×10—3 |
124 |
该同学画出了表中三个实验条件下,混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,请在图上标明各条曲线的实验编号。