(Ⅰ)碳和碳的化合物在人類生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用非常廣泛.“低碳生活”不再只是一種理想,更是一種值得期待的生活方式.
(1)甲烷燃燒時(shí)放出大量的熱,可作為能源應(yīng)用于人類的生產(chǎn)和生活.
已知:①2CH
4(g)+3O
2(g)═2CO(g)+4H
2O(1);△H
1=-1214.6kJ/mol;
②2CO(g)+O
2(g)═CO
2(g);△H
2=-566kJ/mol
則反應(yīng)CH
4(g)+2O
2(g)═CO
2(g)+2H
2O(1)的△H=
(2)CO的中毒是由于CO與血液中血紅蛋白的血紅素部分反應(yīng)生成碳氧血紅蛋白,反應(yīng)方程式可表示為:
CO+Hb?O
2?O
2+Hb?CO.實(shí)驗(yàn)表明,c(Hb?CO)即使只有c(Hb?O
2)的
,也可造成人的智力損傷.已知t℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=200,吸入肺部O
2的濃度約為1.0×10
-2mol?L
-1,若使c(Hb?CO)小于c(Hb?O
2)的
,則吸入肺部CO的濃度不能超過
mol?L
-1.
(3)煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及產(chǎn)率等問題.
已知:CO(g)+H
2O(g)?H
2(g)+CO
2(g)的平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表,試回答下列問題
溫度/℃ |
400 |
500 |
830 |
1000 |
平衡常數(shù)K |
10 |
9 |
1 |
0.6 |
①在830℃發(fā)生上述反應(yīng),以下表中的物質(zhì)的量投入恒容反應(yīng)器,其中向正反應(yīng)方向移動的有
(選填A(yù)、B、C、D).
|
A |
B |
C |
D |
n(CO2) |
3 |
1 |
0 |
1 |
n(H2) |
2 |
1 |
0 |
1 |
n(CO) |
1 |
2 |
3 |
0.5 |
n(H2O) |
5 |
2 |
3 |
2 |
②25℃時(shí),將a mol NH
4NO
3溶于水,向該溶液中加入bL氨水后溶液呈中性,則所加氨水的濃度為
mol?L
-1(用含a、b的代數(shù)式表示,NH
3?H
2O的電離平衡常數(shù)為K
b=2×10
-5)
(4)將燃煤廢氣中的CO
2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為:
2CO
2(g)+6H
2(g)
CH
3OCH
3(g)+3H
2O(g)
已知一定壓強(qiáng)下,該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí),CO
2的轉(zhuǎn)化率見下表:
投料比[] |
500K |
600K |
700K |
800K |
1.5 |
45% |
33% |
20% |
12% |
2.0 |
60% |
43% |
28% |
15% |
3.0 |
83% |
62% |
37% |
22% |
①該反應(yīng)的焓變△H
0,熵變△S
0(填>、<或=).
②用甲醚作為燃料電池原料,在堿性介質(zhì)中該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式
.若以4.48L?min
-1(標(biāo)準(zhǔn)狀況)的速率向該電池中通入甲醚(沸點(diǎn)為-24.9℃),用該電池電解100mL 2mol?L
-1 CuSO
4溶液,通電0.5min后,理論上可析出金屬銅
g.