Question

[化學選修2一化學與技術]
2013年1月9日以來，全國中東部地區(qū)陷入嚴重的霧霾污染空氣中，中央氣象臺將大霧藍色預警升級至黃色預警．霧霾空氣中含有較多的粒徑2.5微米至10微米的顆粒物．治理霧霾空氣是化學工作者的重要工作．
（1）下列哪些措施可以有效治理霧霾空氣

 

A、戴口罩遠離煙霧B、合理開發(fā)水電、太陽能、風能等清潔能源C、種植綠色植物，提高森林覆蓋率D、進行人工降雨，減少顆粒漂浮物．
（2）設法把煤轉(zhuǎn)化為中熱值氣是煤的綜合利用途徑之一，中熱值氣的成分是

 

，其主要用途有

 

、

 

（答兩種）．
（3）把燃料設計成燃料電池可提高燃料的燃燒效率．以CO為燃料制作燃料電池，電池的正極通入O₂和CO₂，負極通入CO，電解質(zhì)是熔融碳酸鈉，工作時負極反應式為

 

，若使用該電池電解熔融Al₂O₃，制取10.8g Al，則理論上需要氧氣的體積為 （標準狀況下）

 

L
（4）甲醇是一種重要的化工原料和燃料，工業(yè)生產(chǎn)甲醇的常用方法是：
CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）△H=-90.8KJ/mol
已知：2H₂（g）+O₂（g）=H₂O（l）△H=-571.6KJ/mol
2CO（g）+O₂（g）=2CO₂（g）△H=-566.0KJ/mol
CH₃OH（g）=CH₃OH（l）△H=-37.3KJ/mol
計算液體CH₃0H的燃燒熱為

 

（5）二甲醚（CH₃OCH₃）可由合成氣（CO和H₂）在一定條件下制得．用合成氣制二甲醚時，還產(chǎn)生了一種可參與大氣循環(huán)的、常溫為液態(tài)的氧化物，寫出該反應的化學方程式

 

．

Answer 1

分析：（1）霧霾與固體顆粒的排放有關，從開發(fā)新能源、環(huán)境保護、減少固體顆粒排放的角度分析；
（2）煤轉(zhuǎn)化為中熱值氣，為煤的氣化，生成CO、H₂、CH₄等，可作為化工生成的原料；
（3）以CO為燃料制作燃料電池，負極上CO失去電子，電解熔融Al₂O₃，利用電子守恒計算；
（4）a、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ?mol^-1；
b、CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H=-90.8kJ?mol^-1；
c、2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-566.0kJ?mol^-1；
d、CH₃OH（g）═CH₃OH（l）；△H=-37.3kJ?mol^-1，
由蓋斯定律可知2a-2b+c-2d可得2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l）；
（5）CO和H₂在一定條件下反應生成二甲醚和水．

解答：解：（1）A、戴口罩遠離煙霧，不能從源頭上減少污染物的排放，不可行，故A錯誤；
B、合理開發(fā)水電、太陽能、風能等清潔能源，減少化石能源的利用，可減少固體顆粒的排放，故B正確；
C、種植綠色植物，提高森林覆蓋率，可保護環(huán)境，吸收污染物，故C正確；
D、進行人工降雨，減少顆粒漂浮物，減少霧霾的發(fā)生，故D正確；
故答案為：BCD；
（2）煤轉(zhuǎn)化為中熱值氣，為煤的氣化，生成CO、H₂、CH₄等，可作為居民用煤氣、合成氨、制甲醇的化工原料等，故答案為：CO、H₂、CH₄；居民用煤氣；合成氨；
（3）以CO為燃料制作燃料電池，負極上CO失去電子，負極反應式為CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂，電解熔融Al₂O₃，由電子守恒可知，4Al～12e^-～3O₂，理論上需要氧氣的體積為

10.8g

27g/mol

×

3

4

×22.4L/mol=6.72L，
故答案為：CO+CO₃^2--2e^-=2CO₂；6.72；
（4）a、2H₂（g）+O₂（g）═2H₂O（l）；△H=-571.6kJ?mol^-1；
b、CO（g）+2H₂（g）?CH₃OH（g）；△H=-90.8kJ?mol^-1；
c、2CO（g）+O₂（g）═2CO₂（g）；△H=-566.0kJ?mol^-1；
d、CH₃OH（g）═CH₃OH（l）；△H=-37.3kJ?mol^-1，
由蓋斯定律可知2a-2b+c-2d可得2CH₃OH（l）+3O₂（g）=2CO₂（g）+4H₂O（l），△H=2（-571.6kJ?mol^-1）-2（-90.8kJ?mol^-1）+（-566.0kJ?mol^-1）-2（-37.3kJ?mol^-1）=-1453KJ/mol，所以燃燒熱為

1

2

×（-1453KJ/mol）=-726.5kJ/mol，
故答案為：-726.5kJ/mol；
（5）CO和H₂在一定條件下反應生成二甲醚和水，該反應為2CO+4H₂

一定條件  .

CH₃OCH₃+H₂O，故答案為：2CO+4H₂

一定條件  .

CH₃OCH₃+H₂O．

點評：本題考查較綜合，涉及環(huán)境污染、原電池、燃燒熱的計算及蓋斯定律的應用、化學反應方程式的書寫，側(cè)重分析能力、計算能力及知識遷移應用能力的考查，題目難度中等．