最近科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下:
(1)上述流程中碳酸钾溶液所起的作用是: ;
(2)分解池中反应的化学方程式为 ;
(3)在合成塔中,若有4.4 kg CO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇气体,可放出4947 kJ
的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式:
;
(4)从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用300℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是 ;
(5)右图是甲醇燃料电池的结构示意图。甲醇在催化剂作用下提供质子(H+)和电子,电子经外电路、质子经内电路到达另一极与氧气反应,电池总反应为:2CH3OH + 3O2=2CO2 + 4H2O则:a处通进的物质是 (写名称);电极d的名称是 极;电极c处发生的电极反应方程为: 。
美国《科学美国人》杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中提供了如下数据:
直接反射 |
52,000×109 kJ/s |
以热能方式离开地球 |
81,000×109 kJ/s |
水循环 |
40,000×109 kJ/s |
大气流动 |
370×109 kJ/s |
光合作用 |
40×109 kJ/s |
到达地球表面的太阳辐射能的几条主要去路:请选用以上数据计算(写出计算过程):
(1)地球对太阳能的利用率约为。
(2)通过光合作用,每年有千焦的太阳能转化为化学能(每年按365天计算)。
(3)设每年由绿色植物通过光合作用(6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2)为我们生存的环境除去二氧化碳的质量为A。试根据能量关系列出A的计算式,列式中缺少的数据用符号表示。
A=(千克),所缺少的数据的化学含义为。
1 mol氢气燃烧时约放热286 kJ,而1 kg汽油燃烧时约放热46000 kJ。请回答:
(1)等质量的氢气和汽油相比,哪种可以放出的热量多?用计算和数据加以说明。
(2)氢气被公认是21世纪替代矿物燃料的理想能源,试简述氢气作为能源的三个主要优点:①;②;③。
已知反应:2H2 + O2 = 2H2O + 能量,请填写下列表格中空白处的总能量值,并注明消耗还是放出。有关键能:H—H:436 kJ/mol O—O:496 kJ/mol H—O:463 kJ/mol
拆开化学键 |
形成化学键 |
能量变化 |
2 mol H2中的化学键 |
4 mol H—O键 |
4×463 kJ — 2×436 kJ — 496 kJ =" 484" kJ |
1 mol O2中的化学键 |
||
铅蓄电池是常见的化学电源之一,其充电、放电的总反应是:2PbSO4 + 2H2O Pb + PbO2 + 2H2SO4
(1)铅蓄电池放电时,(填物质名称)在负极发生(氧化、还原)反应。
(2)铅蓄电池充电时,应将蓄电池的负极与电源的极连接。
(3)有一个蓄电池两个电极的极性标志模糊不清了,现提供铜导线和食盐水,请设计一个简单的实验,判断两个电极的极性。写出实验操作、现象和结论。
如图所示装置:
(1)若烧杯中溶液为稀硫酸,则观察到的现象为。两极反应式为:
正极;负极。
该装置将能转化为能。
(2)若烧杯中溶液为氢氧化钠溶液,则负极为,总反应方程为。