18.能源是人類生存與發(fā)展必不可缺的物質(zhì),對傳統(tǒng)能源進行脫硫、脫硝處理,提高新能源在能源消費中的比倒是改變目前我國頻發(fā)的霧霾天氣的有效措施.
(1)肼(N
2H
4)和化合物甲是一種重要的火箭推進劑,甲分子與肼分子具有相同的電子數(shù),二者反應(yīng)的生成物中有l(wèi)0e
-分子,另一種生成物為極穩(wěn)定的單質(zhì),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式N
2H
4+2H
2O
2=N
2↑+4H
2O;
(2)對燃煤產(chǎn)生的尾氣進行回收處理,有助于空氣質(zhì)量的改善,還能變廢為寶,尾氣處理過程中涉及到的主要反應(yīng)如下:
①2CO(g)+SO
2(g)=S(g)+2CO
2(g)△H=+8.0kJ•mol
-1②2H
2 (g)+SO
2(g)=S(g)+2H
2O(g)△H=+90.4kJ•mol
-1③2CO(g)+O
2(g)=2CO
2 (g)△H=-566.0kJ•mol
-1l
④2H
2 (g)+O
2 (g)=2H
2O(g)△H=-483.6kJ•mol
-1S(g)與O
2(g)反應(yīng)生成SO
2 (g)的熱化學(xué)方程式為S(g)+O
2(g)=SO
2 (g)△H=-574kJ•mol
-1.
(3)煤碳液化也有助于減少霧霾天氣的發(fā)生,液化反應(yīng)之一為:
CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)△H<O;按照相同的物質(zhì)的量投料,測得CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如圖1所示,則正反應(yīng)速率:v(a)、v(b)、v(c)、v(d)由小到大的順序為v(d)<v(a)<v(b)<v(c);
實際生產(chǎn)條件控制在T
1℃、1×l0
4kPa左右,選擇此壓強的理由是壓強為1×l0
4kPa左右,CO的轉(zhuǎn)化率已經(jīng)很大,壓強再增大,CO轉(zhuǎn)化率提高不大,生成成本增大,得不償失.
(4)工業(yè)上生產(chǎn)新能源二甲醚(CH
3OCH
3)的原理之一為:
2CO
2(g)+6H
2( g)?CH
3OCH
3(g)+3H
2O(g).相同溫度下,在兩個容器中進行上述反應(yīng),某時刻兩容器中各氣態(tài)物質(zhì)的濃度(mol•L
1-)及正逆反應(yīng)速率之間的關(guān)系如下表所示:
容器 | c(CO2) | c(H2) | c(CH3OCH3) | c(H2O) | v(正)和v(逆)大小比較 |
I | 1.0×10-2 | 1.0×10-2 | 1.0×10-4 | 1.0×10-4 | v(正)=v(逆) |
Ⅱ | 2.0×10-2 | 1.0×10-2 | 1.0×10-4 | 2.0×10-4 | v 正)< v(逆)(填>、<、=) |
填寫表中空白處并寫出其推測過程I處于平衡狀態(tài),則平衡常數(shù)k=$\frac{1×1{0}^{-4}×(1×1{0}^{-4})^{3}}{(1×1{0}^{-2})^{2}×(1×1{0}^{-2})^{6}}$=1,Ⅱ中濃度商Qc=$\frac{1×1{0}^{-4}×(2×1{0}^{-4})^{3}}{(2×1{0}^{-2})^{2}×(1×1{0}^{-2})^{6}}$=2,則Qc>K=1,故反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進行.
(5)二甲醚(燃燒熱為1455kJ/mol)燃料電池是一種綠色電池,其工作原理如圖2所示,a、b均為惰性電極,a極的電極反應(yīng)式為CH
3OCH
3-12e
-+3H
2O═2CO
2↑+12H
+;當(dāng)消耗1molO
2時,通過質(zhì)子交換膜的質(zhì)子數(shù)為4N
A;
若電池工作時消耗1mol二甲醚所能產(chǎn)生的最大電能為1320kJ,則該燃料電池的工作效率為90.7% (燃料電池的工作效率是指電池所產(chǎn)生的最大電能與燃料燃燒時所能釋放的全部熱能之比).