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利用太阳能光解水,制备的H2用于还原CO2合成甲醇,可实现资源的再利用。
(1)中国科学家研究的复合光催化剂[碳纳米点(CQDs)/氮化碳(C3N4)纳米复合物]可以利用太阳光高效分解水,其原理如图1所示。反应Ⅰ的化学方程式为
2H2O
催化剂
光照
H2↑+H2O2
2H2O
催化剂
光照
H2↑+H2O2

(2)H2和CO、CO2在催化剂的作用下合成甲醇的主要反应如下:
第一步:CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g)ΔH1=+41kJ⋅mol-1
第二步:CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)ΔH2=-99kJ⋅mol-1
①CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=
-58kJ•mol-1
-58kJ•mol-1

②第二步反应中的相关化学键的键能(E)数据如下表,试计算x=
343
343
。(提示:CO中的化学键与N2中的化学键类似)
化学键 H-H C-O C≡O H-O C-H
E/kJ⋅mol-1 436 x 1076 465 413
(3)在水溶液中电解CO2生成甲醇的原理如图2所示。
①写出A电极生成甲醇的电极反应式:
CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O
CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O

②A极生成1mol甲醇时,B极生成气体在标准状况下的体积是
33.6L
33.6L

(4)金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示。

由题图可知:石墨的燃烧热ΔH=
-393.5kJ▪mol-1
-393.5kJ▪mol-1

(5)燃煤烟气中的NOx、SO2经处理后可被吸收。若烟气主要成分为NO、SO2,可通过电解法除去,其原理如图所示。

阴极的电极反应式为
NO+5e-+6H+=NH4++H2O
NO+5e-+6H+=NH4++H2O

电解过程得到的产物为
(NH42SO4、H2SO4
(NH42SO4、H2SO4

【答案】2H2O
催化剂
光照
H2↑+H2O2;-58kJ•mol-1;343;CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O;33.6L;-393.5kJ▪mol-1;NO+5e-+6H+=NH4++H2O;(NH42SO4、H2SO4
【解答】
【点评】
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:18引用:1难度:0.6
相似题
  • 1.已知白磷的结构为空心正四面体(),磷在空气中燃烧生成P4O10,其中每个磷原子与一个氧原子双键结合,其余的氧插入P-P键之间,已知有关形成1mol键所放出的能量数据:
    P+P→P-P,△H=-172kJ•mol-1;   O+O→O=O,△H=-498kJ•mol-1
    P+O→P-O,△H=-335kJ•mol-1;   P+O→P=O,△H=-470kJ•mol-1
    则反应P4(s)+5O2(g)=P4O10(s)中的燃烧热为(  )

    发布:2024/11/17 8:0:1组卷:8引用:1难度:0.7
  • 2.(1)已知H-H键键能(化学键断裂时吸收或形成时释放的能量)为436kJ/mol,N-H键键能为391kJ/mol,根据热化学方程式:N2(g)+3H2(g)═2NH3(g)△H=-92.4kJ/mol,可知N≡N键的键能是
     
    kJ/mol。
    (2)碳(s)在氧气供应不充足时,生成CO同时还部分生成CO2,因此无法通过实验直接测得反应:C(s)+
    1
    2
    O2(g)═CO(g)的△H。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的△H,计算时需要测得的实验数据有
     

    (3)运动会中的火炬一般采用丙烷(C3H8)为燃料。丙烷热值较高,污染较小,是一种优良的燃料。试回答下列问题:
    ①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1mol H2O(l)过程中的能量变化图,图中的括号内应填入
     
    (“+”或“-”)。
    ②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式:
     

    (4)高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸,其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数:
    HClO4 H2SO4 HCl HNO3
    Ka 1.6×10-5 6.3×10-9 1.6×10-9 4.2×10-10
    由以上表格中数据判断以下说法不正确的是
     

    A.在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离
    B.在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中酸性最强的酸
    C.在冰醋酸中硫酸的电离方程式为:H2SO4═2H++SO42-
    D.水对这四种酸的强弱没有区分能力,但冰醋酸可以区分这四种酸的强弱
    (5)常温下,0.1mol•L-1的CH3COOH溶液加水稀释过程中,下列表达式的数值变大的是
     

    A.c(H+
    B.
    c
    H
    +
    c
    C
    H
    3
    COOH

    C.c(CH3COO-
    D.c(CH3COOH)

    发布:2024/11/7 8:0:2组卷:9引用:2难度:0.5
  • 3.乙醇汽油的推广使用,带动了粮食深加工相关产业的发展,具有较好的经济效益和社会效益,促进了农业生产与消费的良性循环.
    (1)下列说法中正确的是
     

    ①推广乙醇汽油可以减轻环境污染,可降低尾气中一氧化碳的含量.
    ②乙醇汽油作为一种新型清洁燃料,是目前世界上可再生能源的发展重点之一.
    ③乙醇属于可再生资源,使用乙醇汽油可以缓解目前石油紧缺的矛盾.
    ④太阳能、风能、水能、生物能、地热能、潮汐能等都属于可再生能源.
    A.①②④B.①②③C.③④D.①②③④
    (2)通过分析反应过程中化学键的断开和形成,应用有关数据,可以估算化学反应的反应热.已知有关数据见下表:
    化学键C=CC-CC-HC-OO-H
     
    断开键要吸收的能量(单位:kJ•mol-1 
    602
     
    345.6
     
    411
     
    357.7
     
    458.8
    工业制乙醇目前主要方法是乙烯水化法
    (CH2=CH2+H2O 
    催化剂
    加热
    加压
     CH3CH2OH),估算制取1mol 乙醇的反应热△H=
     
    kJ•mol-1
    (3)在相同温度和压强下,将46g乙醇分别在纯氧中和空气中完全燃烧,在纯氧中燃烧热为△H1,在空气中燃烧热为△H2,则△H1
     
    △H2(填“>”、“<”、“=”或“无法判断”).

    发布:2024/11/7 8:0:2组卷:36引用:2难度:0.5
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