9.能源、環(huán)境與人類生活和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān),研究它們的綜合利用有重要意義.
(1)氧化-還原法消除氮氧化物的轉(zhuǎn)化:NO$→_{反應(yīng)Ⅰ}^{O_{3}}$NO
2$→_{反應(yīng)Ⅱ}^{CO(NH_{2})_{2}}$N
2反應(yīng)Ⅰ為:NO+O
3═NO
2+O
2,生成11.2L O
2(標(biāo)準(zhǔn)狀況)時(shí),轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量是1mol.反應(yīng)Ⅱ中,當(dāng)n(NO
2):n[CO(NH
2)
2]=3:2時(shí),反應(yīng)的化學(xué)方程式是6NO
2+4CO(NH
2)
2=7N
2+8H
2O+4CO
2.
(2)硝化法是一種古老的生產(chǎn)硫酸的方法,同時(shí)實(shí)現(xiàn)了氮氧化物的循環(huán)轉(zhuǎn)化,主要反應(yīng)為:NO
2(g)+SO
2(g)?SO
3(g)+NO(g)△H=-41.8kJ•mol
-1已知:2SO
2(g)+O
2(g)?2SO
3(g)△H=-196.6kJ•mol
-1寫出NO和O
2反應(yīng)生成NO
2的熱化學(xué)方程式2NO(g)+O
2(g)=2NO
2(g)△H=-113.0 kJ•mol
-1.
(3)將燃煤廢氣中的CO
2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應(yīng)原理為:2CO
2(g)+6H
2(g)$\stackrel{催化劑}{?}$CH
3OCH
3(g)+3H
2(g);該反應(yīng)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{{c}^{3}({H}_{2}O)c(C{H}_{3}OC{H}_{3})}{{c}^{2}(C{O}_{2}){c}^{6}({H}_{2})}$.已知在某壓強(qiáng)下,該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí),CO
2的轉(zhuǎn)化率如圖1所示.該反應(yīng)的△H小于(填“大于”、“小于”或“等于”)0.
(4)合成氣CO和H
2在一定條件下能發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+2H
2(g)?CH
3OH(g)△H<0.在容積均為V L的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)相同密閉容器中分別充入a molCO和2a molH
2,三個(gè)容器的反應(yīng)溫度分別為T
1、T
2、T
3且恒定不變,在其他條件相同的情況下,實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)均進(jìn)行到t min時(shí)CO的體積分?jǐn)?shù)如圖2所示,此時(shí)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)容器中一定達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是Ⅲ;若三個(gè)容器內(nèi)的反應(yīng)都達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),CO轉(zhuǎn)化率最大的反應(yīng)溫度是T
1.
(5)某N
2H
4(肼或聯(lián)氨)燃料電池(產(chǎn)生穩(wěn)定、無污染的物質(zhì))原理如圖3所示.
①M(fèi)區(qū)發(fā)生的電極反應(yīng)式為N
2H
4-4e
-=N
2↑+4H
+.
②用上述電池做電源,用圖4裝置電解飽和氯化鉀溶液(電極均為惰性電極),設(shè)飽和氯化鉀溶液體積為500mL,當(dāng)溶液的pH值變?yōu)?3時(shí)(在常溫下測定),若該燃料電池的能量利用率為80%,則需消耗N
2H
4的質(zhì)量為0.5g(假設(shè)溶液電解前后體積不變).