與石油資源相比,我國的煤炭資源相對比較豐富,因此對煤炭資源的合理開發(fā)利用尤為重要。
(1)燃煤發(fā)電即火力發(fā)電是煤的一種利用方式。工作原理如下,在燃燒的過程中,通常將塊狀煤粉碎,從速率的角度,主要目的是
增大固體的表面積,加快反應(yīng)速率
增大固體的表面積,加快反應(yīng)速率
。
煤炭產(chǎn)生熱能產(chǎn)生水蒸氣產(chǎn)生電流
(2)煤的綜合利用的常見方式為液化和氣化:
①將煤氣化或液化再使用的主要優(yōu)點有 燃料的利用率高、污染小
燃料的利用率高、污染小
(任答一點)。
②已知煤的氣化、液化的熱化學(xué)方程式分別為:
C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)ΔH1=xkJ/mol
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(l)ΔH2=ykJ/mol
則煤的一種直接液化的熱化學(xué)方程式為:C(s)+H2O(g)+H2(g)═CH3OH(l)ΔH=(x+y)kJ/mol
(x+y)kJ/mol
。
(3)將CO2催化加氫可合成低碳烯烴是實現(xiàn)碳中和有效手段之一,例如:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)ΔH。
①已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH2=-480kJ?mol-1。反應(yīng)CH2=CH2(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)△H3的相關(guān)鍵能數(shù)據(jù):
共價鍵 |
C=O |
C-H |
C=C |
H-O |
O=O |
鍵能/(kJ?mol-1) |
745 |
413.4 |
615 |
463 |
494 |
則ΔH=
-358.6kJ/mol
-358.6kJ/mol
。
②已知反應(yīng)6H
2(g)+2CO
2(g)
CH
2=CH
2(g)+4H
2O(g)的v
正=k
正p
2(CO
2)?p
6(H
2)、v
逆=k
逆p(C
2H
4)?p
4(H
2O),該反應(yīng)在T
1℃溫度下,k
正=1.5k
逆,則該溫度時的K
p=
1.5
1.5
。若T
2℃溫度下,k
正=2k
逆,則T
2<
<
T
1(填“>”、“<”或“=”),理由為
由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,Kp減小,由于T1℃時Kp=1.5,T2℃時Kp=2,故T2<T1
由于該反應(yīng)是放熱反應(yīng),所以升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,Kp減小,由于T1℃時Kp=1.5,T2℃時Kp=2,故T2<T1
。
(4)煤炭中含有硫元素,燃燒過程中會產(chǎn)生SO
2對環(huán)境造成嚴(yán)重污染??捎米懔渴胰檫M(jìn)行吸收,反應(yīng)的化學(xué)方程式為
Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O
Ca(OH)2+SO2=CaSO3+H2O
。若所得溶液的pH為11,c(Ca
2+)=3×10
-3molL,則溶液中c(SO
32-)=
10-4mol/L
10-4mol/L
,c(HSO
3-)=
10-8mol/L
10-8mol/L
。(已知:H
2SO
3的電離常數(shù):K
1=1.5×10
-2,K
2=1×10
-7、CaSO
3的溶度積:K
sp=3×10
-7)