研究CO2的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要的意義。
(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等。
①已知:Fe2O3(s) + 3C(石墨) =" 2Fe(s)" + 3CO(g) △H 1 =" +489.0" kJ·mol-1
C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g)  △H 2 =" +173.0" kJ·mol-1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為                                 。
②某含C、H、O三種元素的有機(jī)物A,經(jīng)測(cè)定碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為52.16%,氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)13.14%,它可以作燃料電池(以KOH溶液為電解液)的原料,寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式                       
(2)某實(shí)驗(yàn)將CO2和H2充入一定體積的密閉容器中,發(fā)生反應(yīng):
CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g) △H =-49.0 kJ·mol-1
回答問題:
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為                        。
②把0.5mol的CO2和1.5mol的H2充入2L的密閉容器中,半分鐘后測(cè)得c(H2)=0.15mol/L,用CH3OH表示該反應(yīng)的速率:v(CH3OH)=               
③如圖,在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E2的變化是         (填“增大”, “減小”或“不變”)

(1)①Fe2O3(s) +3 CO(g)=" 2Fe(s)" +3CO2(g)  △H=" -30" kJ·mol-1(2分)
②C2H5OH —12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O(2分)
(2)①K=[c(CH3OH) ?c(H2O)]/ [c(CO2) ?c3(H2)] (1分)
②0.4 mol/(L?min) (1分)
③減。1分)

解析試題分析:(1)根據(jù)蓋斯定律,把方程式(2)移向,然后乘以3,和方程式(1)相加,可得Fe2O3(s) +3 CO(g)=" 2Fe(s)" +3CO2(g) △H =  -173×3+489=" -30" kJ·mol-1  ;②n(C)=52.16/12=4.34,n(H)=13.14,n(O)=(100-52.16-13.14)/16=2.17,4.34:13.14:2.17=2:6:1,可以確定燃料為乙醇,乙醇作負(fù)極,失電子發(fā)生氧化反應(yīng),在堿性條件下產(chǎn)物為碳酸根,C2H5OH —12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O
(2)v(H2)=(0.75-0.15)/0.5=1.2mol/L,根據(jù)速率之比等于方程式系數(shù),可得甲醇的速率為氫氣的1/3,即0.4 mol/(L?min),加入催化劑,可以降低活化能,E1、E2都減小。
考點(diǎn):考查熱方程的書寫、蓋斯定律、原電池、化學(xué)反應(yīng)原理

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

氨是重要的化工產(chǎn)品和化工原料。
(1)氨的電子式是                。
(2)已知:

①合成氨的熱化學(xué)方程式是   。
②降低溫度,該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K           .(填“增大”、“減小’’或“不變”)。
(3)有人設(shè)想以N2和H2為反應(yīng)物,以溶有A的稀鹽酸為電解質(zhì)溶液,可制造出既能提供電能,又能固氮的新型燃料電池,裝置如圖l所示。
電池正極的電極反應(yīng)式是                        ,A是              

(4)用氨合成尿素的反應(yīng)為2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+ H2O(g)。工業(yè)生產(chǎn)時(shí),原料氣帶有水蒸氣。圖2表示CO2的轉(zhuǎn)化率與氨碳比、水碳比的變化關(guān)系。
①曲線I、II、III對(duì)應(yīng)的水碳比最大的是                    
②測(cè)得B點(diǎn)氨的轉(zhuǎn)化率為40%,則x1                   

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

作為國家正在實(shí)施的“西氣東輸”工程終點(diǎn)站——上海將逐步改變以煤、石油為主的能源結(jié)構(gòu),這對(duì)解決城市環(huán)境污染意義重大。
(1)目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤氣,浦東新區(qū)居民
開始使用東海天然氣作為民用燃料,管道煤氣的主要成分是CO、H2和少量
烴類,天然氣的主要成分是CH4,它們?nèi)紵幕瘜W(xué)方程式為:
2CO+O2 2CO2 2H2+O22H2O CH4+2O2CO2+2H2O
根據(jù)以上化學(xué)方程式判斷:燃燒相同體積的管道煤氣和天然氣,消耗空氣體積較大的是    ,因此燃燒管道煤氣的灶具如需改燒天然氣,灶具的改進(jìn)方法是   進(jìn)風(fēng)口(填“增大”或“減小”),如不作改進(jìn)可能產(chǎn)生的不良結(jié)果是               
(2)管道煤氣中含有的烴類,除甲烷外,還有少量乙烷、丙烷、丁烷等,它們的某些性質(zhì)如下:

 
乙烷
丙烷
丁烷
熔點(diǎn)/℃
-183.3
-189.7
-138.4
沸點(diǎn)/℃
-88.6
-42.1
-0.5
 
試根據(jù)以上某個(gè)關(guān)鍵數(shù)據(jù)解釋冬天嚴(yán)寒的季節(jié)有時(shí)管道煤氣火焰很小,并且呈斷續(xù)狀態(tài)的原因是___________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

碳和硅屬于同主族元素,在生活生產(chǎn)中有著廣泛的用途。
(1)甲烷可用作燃料電池,將兩個(gè)石墨電極插入KOH溶液中,向兩極分別通入CH4和O2,構(gòu)成甲烷燃料電池,通入CH4的一極,其電極反應(yīng)式是                 ;
CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染,有望解決汽車尾氣污染問題,反應(yīng)如下:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol1
則NO2被甲烷還原為N2的熱化學(xué)方程式為_____________________________________
(2)已知H2CO3 HCO3+ H   Ka1(H2CO3)=4.45×10-7
HCO3CO32+H               Ka2(HCO3)=5.61×10-11
HAH+A                  Ka(HA)=2.95×10-8
請(qǐng)依據(jù)以上電離平衡常數(shù),寫出少量CO2通入到NaA溶液中的離子方程式
___________________________。
(3) 在T溫度時(shí),將1.0molCO2和3.0molH2充入2L密閉恒容器中,可發(fā)生反應(yīng)的方程式為CO2 (g) + 3H2(g) CH3OH(g) + 2H2O(g) 。充分反應(yīng)達(dá)到平衡后,若容器內(nèi)的壓強(qiáng)與起始?jí)簭?qiáng)之比為a :1,則CO2轉(zhuǎn)    化率為______,當(dāng)a=0.875時(shí),該條件下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______________(用分?jǐn)?shù)表示)。
(4)氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由石英(SiO2)與焦炭在高溫的氮?dú)饬髦蟹磻?yīng)生成,已知該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=[c(CO)]6/[c(N2)]2,若已知CO生成速率為v(CO)=6mol·L-1·min-1,則N2消耗速率為v(N2)=           ;該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

硫的化合物在生產(chǎn)和科研中發(fā)揮著重要作用。
(1)SO2Cl2常用于制造醫(yī)藥品、染料、表面活性劑等。已知:SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g) △H=+97.3 kJ·mol-1。某溫度時(shí)向體積為1 L的恒容密閉容器中充入0. 20mol SO2Cl2,達(dá)到平衡時(shí),容器中含0.18mol SO2,則此過程反應(yīng)吸收的熱量為_____kJ,該溫度時(shí)反應(yīng)的平衡常數(shù)為_____。將上述所得混合氣體溶于足量BaCl2溶液中,最終生成沉淀的質(zhì)量為_______。
(2)工業(yè)上制備硫酸的過程中存在反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-198kJ·mol-1400℃,1.01×105Pa,向容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量 SO2和O2,n(SO3)和n(O2)隨時(shí)間的變化曲線如圖所示。

①0~20min反應(yīng)的平均速率υ(O2)=___________。
②下列敘述正確的是        
a.A點(diǎn)υ(SO2)>υ(SO2)
b.B點(diǎn)處于平衡狀態(tài)
c.C點(diǎn)和D點(diǎn)n(SO2)相同
d.其它條件不變,500℃時(shí)反應(yīng)達(dá)平衡,n(SO3)比圖中D點(diǎn)的值大
(3)工業(yè)上用Na2SO3溶液吸收煙氣中的SO2。將煙氣通入1.0 mol·L-1的Na2SO3溶液,當(dāng)溶液pH約為6時(shí),Na2SO3溶液吸收SO2的能力顯著下降,應(yīng)更換吸收劑。此時(shí)溶液中c (SO32)的濃度是0.2 mol·L-1,則溶液中c(HSO3)是_________mol·L-1。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

中科院大氣研究所研究員張仁健課題組與同行合作,對(duì)北京地區(qū)PM2.5化學(xué)組成及來源的季節(jié)變化研究發(fā)現(xiàn),北京PM2.5有6個(gè)重要來源,其中,汽車尾氣和燃煤分別占4%、18%

(1)用于凈化汽車尾氣的反應(yīng)為:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),已知該反應(yīng)在570K時(shí)的平衡常數(shù)為1×1059,但反應(yīng)速率極慢。下列說法正確的是:________

A.裝有尾氣凈化裝置的汽車排出的氣體中不再含有NO或CO
B.提高尾氣凈化效率的常用方法是升高溫度
C.增大壓強(qiáng),上述平衡右移,故實(shí)際操作中可通過增壓的方式提高其凈化效率
D.提高尾氣凈化效率的最佳途徑是使用高效催化劑
(2)CO對(duì)人類生存環(huán)境的影響很大,CO治理問題屬于當(dāng)今社會(huì)的熱點(diǎn)問題。鎳與CO反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),鎳與CO反應(yīng)會(huì)造成鎳催化劑中毒。為防止鎳催化劑中毒,工業(yè)上常用SO2除去CO,生成物為S和CO2。已知相關(guān)反應(yīng)過程的能量變化如圖所示

則用SO2除去CO的熱化學(xué)方程式為  _____________________________________。
(3)NH3催化還原氮氧化物(SCR)技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的煙氣氮氧化物脫除技術(shù)。發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)是:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)△H<0。為提高氮氧化物的轉(zhuǎn)化率可采取的措施是(任意填一種)____________________。
(4)利用ClO2氧化氮氧化物反應(yīng)過程如下:
 
反應(yīng)Ⅰ的化學(xué)方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl,反應(yīng)Ⅱ的離子方程式是 ________________。若有11.2L N2生成(標(biāo)準(zhǔn)狀況),共消耗NO _________________ g。
(5)工業(yè)廢氣中含有的NO2還可用電解法消除。用NO2為原料可制新型綠色硝化劑N2O5。制備方法之一是先將NO2轉(zhuǎn)化為N2O4,然后采用電解法制備 N2O5,裝置如圖所示。 Pt乙為 _____極,電解池中生成N2O5的電極反應(yīng)式是________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

在一個(gè)小燒杯里加入約20 g已研磨成粉末的氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2·8H2O],將小燒杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向燒杯內(nèi)加入約10 g氯化銨晶體,并立即用玻璃棒迅速攪拌。試回答下列問題:
(1)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。
(2)實(shí)驗(yàn)要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是_________________。
(3)如果實(shí)驗(yàn)中沒有看到“結(jié)冰”現(xiàn)象,可能的原因是__________________________(答出三個(gè)或三個(gè)以上原因)。
(4)如果沒有看到“結(jié)冰”現(xiàn)象,我們還可以采取哪些方式來說明該反應(yīng)吸熱?__________________________________________________________________________________________(答出兩種方案)。
(5)“結(jié)冰”現(xiàn)象說明反應(yīng)是一個(gè)________(填“放出”或“吸收”)能量的反應(yīng),即斷開舊化學(xué)鍵________(填“放出”或“吸收”)能量____________(填“>”或“<”)形成新化學(xué)鍵________(填“吸收”或“放出”)的能量。
(6)該反應(yīng)在常溫下就可以進(jìn)行,說明______________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

通常人們把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱,也可以估算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱(ΔH),化學(xué)反應(yīng)的ΔH等于反應(yīng)中斷裂舊化學(xué)鍵的鍵能之和與反應(yīng)中形成新化學(xué)鍵的鍵能之和的差。

化學(xué)鍵
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
鍵能/kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
 
請(qǐng)回答下列問題:
(1)比較下列兩組物質(zhì)的熔點(diǎn)高低(填“>”或“<”)。
SiC    Si;SiCl4    SiO2。 
(2)如圖立方體中心的“”表示硅晶體中的一個(gè)原子,請(qǐng)?jiān)诹⒎襟w的頂點(diǎn)用“”表示出與之緊鄰的硅原子。

(3)工業(yè)上用高純硅可通過下列反應(yīng)制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),該反應(yīng)的反應(yīng)熱ΔH=   kJ/mol。 

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

下圖是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的一部分,試運(yùn)用所學(xué)知識(shí),解決下列問題:

Ⅰ.已知該產(chǎn)業(yè)鏈中某反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為:K=,寫出它所對(duì)應(yīng)反應(yīng)的化學(xué)方程式:                                  
                                                      。 
Ⅱ.二甲醚(CH3OCH3)在未來可能替代柴油和液化氣作為潔凈液體燃料使用。工業(yè)上以CO和H2為原料生產(chǎn)CH3OCH3。工業(yè)制備二甲醚在催化反應(yīng)室中(壓力2.0~10.0 MPa,溫度230~280 ℃)進(jìn)行下列反應(yīng):
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
ΔH1="-90.7" kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH2="-23.5" kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH3="-41.2" kJ·mol-1
(1)寫出催化反應(yīng)室中三個(gè)反應(yīng)的總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:                          。
(2)在某溫度下,2 L密閉容器中發(fā)生反應(yīng)①,起始時(shí)CO、H2的物質(zhì)的量分別為2 mol和6 mol,3 min后達(dá)到平衡,測(cè)得CO的轉(zhuǎn)化率為60%,則3 min內(nèi)CO的平均反應(yīng)速率為        。若同樣條件下起始時(shí)CO物質(zhì)的量為4 mol,達(dá)到平衡后CH3OH為2.4 mol,則起始時(shí)H2    mol。
(3)下列有關(guān)反應(yīng)③的說法正確的是    。
A.在體積可變的密閉容器中,在反應(yīng)③達(dá)到平衡后,若加壓,則平衡不移動(dòng)、混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變、混合氣體密度不變
B.若830 ℃時(shí)反應(yīng)③的K=1.0,則在催化反應(yīng)室中反應(yīng)③的K>1.0
C.某溫度下,若向已達(dá)平衡的反應(yīng)③中加入等物質(zhì)的量的CO和H2O(g),則平衡右移、平衡常數(shù)變大
(4)為了尋找合適的反應(yīng)溫度,研究者進(jìn)行了一系列實(shí)驗(yàn),每次實(shí)驗(yàn)保持原料氣組成、壓強(qiáng)、反應(yīng)時(shí)間等因素不變,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖,

則CO轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的規(guī)律是                                         。
其原因是                                                    。

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