利用太阳能分解水生成的氢气,在催化剂作用下氢气与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5 kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是 kJ。
(2)液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为 。
(3) 在容积为2 L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,反应式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300 ℃):
①可逆反应的平衡常数表达式K=
②下列说法正确的是
A.温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇 的平均速率为v(CH3OH)= ![]() |
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 |
C.该反应为放热反应 |
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时![]() |
③在T1温度时,将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为 ;
(4) 在直接以甲醇为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性,总反应式为
2CH3OH + 3O2=2CO2+4H2O,则正极的反应式为 ;
负极的反应式为 。[来
由于我国煤储藏量相对比石油和天然气丰富,能源消费以煤为主。将原煤作为燃料燃烧,既严重污染环境,效率又不高,因而国家大力提倡煤的综合利用。实施“煤变油”,其原理之一是先将煤与水蒸气制得水煤气(CO和H2),再催化合成甲醇或烃类等液态能源。
(1)用CO和H2合成甲醇的化学方程式是_________________。
(2)用CO和H2合成烃(CnHm)的化学方程式是__________。
(3)气化和液化的优点是___________________________。
石油裂化和裂解过程得到的CH2=CH2,在一定条件下可以聚合成高分子化合物。含有结构的化合物与CH2=CH2一样,可在一定条件下聚合成高分子化合物。
(1)广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料,是由聚合成的,其化学方程式是____________。
(2)电器包装中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯(),它是由________________(写结构简式)聚合而成的。
利用海水可以提取溴和镁,提取过程如下。
(1)提取溴的过程中,经过两次Br-→Br2转化的目的是________,吸收塔中发生反应的离子方程式是__________。用平衡移动原理解释通空气的主要目的是_______。
(2)从MgCl2溶液中得到MgCl2·6H2O晶体的主要操作是________________、过滤、洗涤、干燥。
(3)依据上述流程,若将10 m3海水中的溴元素转化为工业溴,至少需要标准状况下Cl2的体积为________L(忽略Cl2的溶解)。
随着全球淡水资源危机日益严重,世界各国都把目光投向了占全球总水量约97%的汪洋大海,希望从苦涩的海水中提取可以饮用的淡水。
(1)海水淡化由来已久。二次大战时,一艘为盟军运送军事物资的商船遇难漂流到一座荒岛上。为了获取淡水,船员们将救生艇上的铜皮空气箱拆下,在空气箱上加盖一块边缘向内卷曲形成水槽的铜盖,做成一个简易蒸馏器。加热箱内的海水,水蒸气在盖顶冷凝后顺着边缘流进水槽。再滴入淡水桶内。根据上述文字的描述,为下图简易蒸馏器示意图补画铜盖。
(2)海水淡化亦称海水脱盐。该工艺过程包括海水预处理、脱盐、淡化水的后处理等。下列属于海水预处理的是________(填序号)。
①淡水收集 ②除掉悬浮物 ③杀灭海洋生物 ④除掉海水中的盐分 ⑤水质检测 ⑥降低海水浑浊度
(3)为了检验所收集的淡水中是否含有氯离子,通常采用的试剂是_________。
溴有“海洋元素”之称,海水中溴含量为65 mg·L-1。实验室模拟海水中溴的提取。
实验方法:将适量新制氯水加入到20 mL富含溴离子的海水中(海水可以用0.1 mol·L-1的NaBr溶液代替),把溴置换出来。氯水中的氯气作________________剂,涉及反应的离子方程式为__________________。
得到的单质溴可以用有机溶剂在________(仪器)中实现萃取富集,萃取试剂用________、苯等,得到的有机层显________色。