資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放,還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
(1)有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol一1
①上述反應(yīng)中每生成1 mol Fe3O4,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_(kāi)______mol。
②已知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H="+113.4" kJ·mol一1,則反應(yīng):3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
(2)在一定條件下,二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下:CO2(g)+4 H2 (g)  C H4 (g)+2 H2O(g),向一容積為2 L的恒容密閉容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為CO2 0.2 mol·L1,H2 0.8 mol·L1,CH40.8 mol·L1,H2O1.6 mol·L1。則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為_(kāi)_______。300 ℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________________。200℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8,則該反應(yīng)的△H_____(填“>’’或“<”)O。
(3)華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法,可實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)時(shí)CO2零排放,其基本原理如
圖所示:

①上述生產(chǎn)過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化方式是____________________。
②上述電解反應(yīng)在溫度小于900℃時(shí)進(jìn)行,碳酸鈣先分解為CaO和CO2,電解質(zhì)為熔融碳酸鈉,則陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_(kāi)__________________。
(1)①2;②+18.7 kJ·mol-1(2)80%;25;<
(3)①太陽(yáng)能和電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;②2CO32--4e=2CO2↑+O2

試題分析:(1)①由6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)知,反應(yīng)方程式FeO中鐵元素化合價(jià)+2升至Fe3O4中+,CO2由+4降至C中碳元素的0價(jià),每生成1molC轉(zhuǎn)移電子4mol,生成Fe3O4 2mol ,則生成1 mol Fe3O4轉(zhuǎn)移電子2mol;②反應(yīng)1:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s),△H1="-76.0" kJ/mol;反應(yīng)2:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g),△H2="+113.4" kJ/mol,根據(jù)蓋斯定理△H=(△H1+△H2)=(-76.0+113.4)="+18.7" kJ/mol(2)2 L的恒容密閉容器中反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)CH4濃度為0.8 mol/L,CO2濃度為0.2 mol/L,由題意知CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),反應(yīng)的CO2與生成的CH4的物質(zhì)量相等,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為==80%;300 ℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K==25;由題意知300 ℃時(shí),K=25,200℃時(shí),K=64.8,對(duì)正反應(yīng)為吸熱的可逆反應(yīng),升高溫度,平衡正向移動(dòng),正反應(yīng)的程度增大,K增大,對(duì)正反應(yīng)為放熱的可逆反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)的程度減小,K減小,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),△H<0(3)由圖知,是用吸收的太陽(yáng)能和電源電能進(jìn)行反應(yīng)能量的來(lái)源,故太陽(yáng)能和電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能;電解反應(yīng)中陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng),由圖知反應(yīng)產(chǎn)物為O2,又電解質(zhì)為熔融碳酸鈉,故反應(yīng)方程式:2CO32--4e=2CO2↑+O2↑。
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

Ⅰ已知在常溫常壓下:①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)  △H=_1275.6kJ?mol-1
②H2O(l)═H2O(g)  △H=+44.0kJ?mol-1寫(xiě)出表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式:               。
Ⅱ.甲醇可以與水蒸氣反應(yīng)生成氫氣,反應(yīng)方程式如下:
CH3OH(g) + H2O(g)  CO2(g) + 3H2(g) ;△H>0
(1)一定條件下,向體積為2L的恒容密閉容器中充入1molCH3OH(g)和3molH2O(g),20s后,測(cè)得混合氣體的壓強(qiáng)是反應(yīng)前的1.2倍,則用甲醇表示該反應(yīng)的速率為        。
(2)判斷中可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的依據(jù)是(填序號(hào))             
①v(CH3OH) = 3v(H2)  ②混合氣體的密度不變  ③混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不變      ④CH3OH、H2O、CO2、H2的濃度都不再發(fā)生變化    ⑤CO2和H2的濃度之比為1:3
(3)圖中P是可自由平行滑動(dòng)的活塞,關(guān)閉K,在相同溫度時(shí),向A容器中充入1molCH3OH(g)和2molH2O(g),向B容器中充入1.2molCH3OH(g) 和2.4molH2O(g),兩容器分別發(fā)生上述反應(yīng)。 已知起始時(shí)容器A和B的體積均為aL,反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)容器B的體積為1.5aL,容器B中CH3OH轉(zhuǎn)化率為      ;維持其他條件不變,若打開(kāi)K一段時(shí)間后重新達(dá)到平衡,容器B的體積為     L(連通管中氣體體積忽略不計(jì),且不考慮溫度的影響)。

Ⅲ.如圖甲、乙是電化學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)若兩池中均盛放CuSO4溶液
①甲池中石墨棒上的電極反應(yīng)式為_(kāi)___________________.
②如果起始時(shí)乙池盛有200mL CuSO4溶液,電解一段時(shí)間后溶液藍(lán)色變淺,若要使溶液恢復(fù)到電解前的狀態(tài),需要向溶液中加入0.8g CuO,則其電解后的pH為     (忽略溶液體積的變化)。
(2)若甲池中盛放飽和NaCl溶液,則甲池中石墨棒上的電極反應(yīng)式為_(kāi)_________________.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

已知C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH1=-a kJ/mol
C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH2=-b kJ/mol 
H2O(g)=H2O(l)     ΔH3=-c kJ/mol
若使92 g酒精液體完全燃燒,最后恢復(fù)到室溫,則放出的熱量(單位kJ)為(  )
A.4a+4b+4cB.2a-2b+6c
C.2a-2b+2cD.2a-6b+2c

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

我國(guó)是個(gè)鋼鐵大國(guó),鋼鐵產(chǎn)量為世界第一,高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法。
I.已知反應(yīng) Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1,該反應(yīng)在
1000℃的平衡常數(shù)等于4。在一個(gè)容積為10L的密閉容器中,1000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1. 0mol,反應(yīng)經(jīng)過(guò)l0min后達(dá)到平衡。
(1)CO的平衡轉(zhuǎn)化率=____________
(2)欲提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)Fe2O3的轉(zhuǎn)化,可采取的措施是________
a.提高反應(yīng)溫度
b.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)
c.選取合適的催化劑
d.及時(shí)吸收或移出部分CO2
e.粉碎礦石,使其與平衡混合氣體充分接觸
Ⅱ.高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣中的CO可進(jìn)行回收,使其在一定條件下和H2反應(yīng)制備甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)。請(qǐng)根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題:

(1)從反應(yīng)開(kāi)始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(H2)=________
(2)若在溫度和容器相同的三個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測(cè)得反應(yīng)達(dá)到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
容器
反應(yīng)物投入的量
反應(yīng)物的
轉(zhuǎn)化率
CH3OH的濃度
能量變化
(Q1、Q2、Q3均大于0)

1mol CO和2mol H2
α1
c1
放出Q1kJ熱量

1mol CH3OH
α2
c2
吸收Q2kJ熱量

2mol CO和4mol H2
α3
c3
放出Q3kJ熱量
 
則下列關(guān)系正確的是________
A.c1=c2     B.2Q1=Q3   C.2α13      D.α12 =1
E.該反應(yīng)若生成1mol CH3OH,則放出(Q1+Q2)kJ熱量
Ⅲ.以甲烷為燃料的新型電池,其成本大大低于以氫為燃料的傳統(tǒng)燃料電池,目前得到廣泛的研究,如圖是目前研究較多的一類固體氧化物燃料電池工作原理示意圖。回答下列問(wèn)題:

(1)B極上的電極反應(yīng)式為                                            
(2)若用該燃料電池做電源,用石墨做電極電解100mL 1mol/L的硫酸銅溶液,當(dāng)兩極收集到的氣體體積相等時(shí),理論上消耗的甲烷的體積為            (標(biāo)況下)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

2013年霧霾天氣多次肆虐我國(guó)中東部地區(qū)。其中,汽車尾氣和燃煤尾氣是造成空氣污染的原因之一。
(1)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO (g)2CO2 (g) +N2 (g)在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí),c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線,如圖所示。據(jù)此判斷:

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為   。
②該反應(yīng)的ΔH   0(選填“>”、“<”)。
③當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí),增大其表面積可提高化     學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2,在圖中畫(huà)出c(CO2)在T2、S2條件下達(dá)到平衡過(guò)程中的變化曲線。
(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。
① 煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污
染。
CH4(g)+2NO2(g) = N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) =-867kJ·mol1
2NO2(g)  N2O4(g)                    =-56.9kJ·mol1
寫(xiě)出CH4催化還原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式   。
②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可  達(dá)到低碳排放的目的。下圖是通過(guò)光電轉(zhuǎn)化原理以廉價(jià)原料制備新產(chǎn)品的示意圖。寫(xiě)出上述光電轉(zhuǎn)化過(guò)程的化學(xué)反應(yīng)方程式                     。催化劑a、b之間連接導(dǎo)線上電子流動(dòng)方向是        (填a→b或b→a) 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

鍵能是指斷開(kāi)1mol共價(jià)鍵吸收的能量或形成1mol共價(jià)鍵放出的能量,已知H-H鍵能為436kJ/mol,H-Cl鍵能為431kJ/mol,H2(g)+Cl2(g)=HCl(g) △H=-akJ/mol則Cl-Cl鍵能為
A.(2a-426)kJ/molB.(426-a)kJ/mol
C.(426-2a)kJ/molD.(426+a)kJ/mol

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:單選題

已知:①CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
②H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-241.8 kJ·mol-1
則CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)的ΔH為
A.+41.2 kJ?mol-1B.-41.2 kJ?mol-1C.+82.4kJ?mol-1D.-524.8 kJ?mol-1

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

(Ⅰ)甲醇燃料電池(DNFC)被認(rèn)為是21世紀(jì)電動(dòng)汽車最佳候選動(dòng)力源。
(1)25℃、101 kPa時(shí),1 mol CH3OH完全燃燒生成穩(wěn)定的氧化物放出熱量726.51 kJ/mol,則甲醇燃燒的熱化學(xué)方程式為:                                         
(2)甲醇燃料電池的結(jié)構(gòu)示意圖如下。甲醇進(jìn)入      極(填“正”或“負(fù)”),寫(xiě)出該極的電極反應(yīng)式                       。

(Ⅱ)鉛蓄電池是典型的可充型電池,它的正負(fù)極隔板是惰性材料,電池總反應(yīng)式為:Pb+PbO2+4H+2SO422PbSO4+2H2O,請(qǐng)回答下列問(wèn)題(不考慮氫、氧的氧化還原):
(1)放電時(shí):正極的電極反應(yīng)式是                      電解液中H2SO4的濃度將變    ;
(2)在完全放電耗盡PbO2和Pb時(shí),若按右圖連接,電解一段時(shí)間后,則在A電極上生成    B電極上生成         

 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源:不詳 題型:填空題

隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,國(guó)家擬于“十二五”期間,將二氧化硫(SO2)排放量減少8%,氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前,消除大氣污染有多種方法。
(1)處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。已知:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol­—1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol—1
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程為                                  
(2)降低汽車尾氣的方法之一是在排氣管上安裝催化 轉(zhuǎn)化器,發(fā)生如下反應(yīng):
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H<0。        
若在一定溫度下,將2molNO、1molCO充入1L固定容積的容器中,反應(yīng)過(guò)程中各物質(zhì)的濃度變化如圖所示,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為K=           。

若保持溫度不變,20min時(shí)再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡將      移動(dòng)(填“向左”、 “向右”或“不”)。
20min時(shí),若改變反應(yīng)條件,導(dǎo)致N2濃度發(fā)生如上圖所示的變化,則改變的條件可能是             (填序號(hào))。
①加入催化劑  ②降低溫度  ③縮小容器體積  ④增加CO2的量
(3)肼(N2H4)用亞硝酸(HNO2)氧化可生成氮的另一種氫化物,該氫化物的相對(duì)分子質(zhì)量為43.0,其中氮原子的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.977。寫(xiě)出肼與亞硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式                                        。

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