Question

(14分)加大對煤燃燒產(chǎn)生的廢氣、廢渣的處理已刻不容緩。

（1） 對燃煤的廢氣進行脫硝處理時，可利用甲烷催化還原氮氧化物，如：

CH4(g)＋4NO2(g)===4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝a kJ·mol－1

CH4(g)＋4NO(g)===2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)；ΔH＝b kJ·mol－1

則反應CH4(g)＋2NO2(g)===N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)的ΔH＝________ kJ·mol－1(用含a、b的代數(shù)式表示)。

（2） 將燃煤廢氣中的CO2轉化為二甲醚的反應原理為：

2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)；ΔH

① 該反應平衡常數(shù)表達式為K＝________。

② 已知在某壓強下，該反應在不同溫度、不同投料比時，CO2的轉化率如右圖所示。該反應的ΔH________(填“>”“<”或“＝”)0。若溫度不變，減小反應投料比[n(H2) /n(CO2)]，則K將________(填“增大”“減小”或“不變”)。

③ 二甲醚燃料電池具有啟動快，效率高等優(yōu)點，若電解質(zhì)為酸性，二甲醚燃料電池的負極反應為____________________________。

（3） 以CO2為原料合成的碳酸酯(僅含碳、氫、氧三種元素)是用途廣泛的化學品，某種碳酸酯(DPC)水解產(chǎn)物之一遇氯化鐵溶液顯紫色，右圖為它的核磁共振氫譜圖，請寫出DPC的結構簡式：____________。

（4） 某電廠的粉煤灰含莫來石(主要成分為Al6Si2O13、SiO2)。將其和純堿在高溫下燒結，可制取NaAlSiO4(霞石)、Na2SiO3和NaAlO2，有關化學方程式(反應條件均為高溫)為：

Al6Si2O13＋3Na2CO3===2NaAlSiO4＋4NaAlO2＋3CO2↑

Al6Si2O13＋5Na2CO3===2Na2SiO3＋6NaAlO2＋5CO2↑

SiO2＋Na2CO3===Na2SiO3＋CO2↑

則用1 mol Al6Si2O13和4 mol SiO2通過以上反應制得5 mol NaAlO2，共消耗Na2CO3為________mol。

 

Answer 1

（1） (a＋b)/2

（2） ① [c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2)]　② <　不變

③ CH3OCH3－12e－＋3H2O===2CO2＋12H＋

（3）

（4） 8

【解析】

試題分析：（1）方程式（1+2）÷2得到對應方程式，焓變同方程式，ΔH＝(a＋b)/2 kJ·mol－1（2）由圖可知，溫度高CO2轉化率低，平衡逆向移動，反應放熱；平衡常數(shù)只與溫度有關，溫度不變，k不變；負極是二甲醚失去電子，轉移電子數(shù)可以根據(jù)化合價確定；（3）根據(jù)信息確定形成酯的酸為碳酸，提共羥基的為酚，產(chǎn)物只有3中不同化學環(huán)境的氫且比值為2：2：1，由此確定為；（4）反應中SiO2消耗Na2CO3，Al6Si2O13與Na2CO3發(fā)生兩個反應，根據(jù) 反應物和產(chǎn)物列方程組解題，

設第1、2反應分別消耗Al6Si2O13的物質(zhì)的量為x、y，則有

X+y=1

4x+6y=5

解得x=y=0．5mol

故共消耗Na2CO3為0．5×3+0．5×5+4=8mol

考點：考查化學反應原理綜合有關問題。