隨著世界工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展、人口的劇增,全球能源緊張及世界氣候面臨越來越嚴重的問題,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2引起了全世界的普遍重視。
(1)如圖為C及其氧化物的變化關系圖,若①變化是置換反應,則其化學方程式可為______________________________________;
圖中變化過程哪些是吸熱反應________(填序號)。
(2)甲醇是一種可再生能源,具有開發(fā)和應用的廣闊前景,工業(yè)上可用如下方法合成甲醇:
方法一 CO(g)+2H2(g)??CH3OH(g)
方法二 CO2(g)+3H2(g)??CH3OH(g)+H2O(g)
在25℃、101 kPa下,1克甲醇完全燃燒放熱22.68 kJ,寫出甲醇燃燒的熱化學方程式:_____________________________________________;
某火力發(fā)電廠CO2的年度排放量是2 200萬噸,若將此CO2完全轉化為甲醇,則理論上由此獲得的甲醇完全燃燒放熱約是________kJ(保留三位有效數(shù)字)。
(3)金屬鈦冶煉過程中其中一步反應是將原料金紅石轉化:TiO2(金紅石)+2C+2Cl2高溫,TiCl4+2CO 已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH=+141 kJ·mol-1
則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=________。
(4)臭氧可用于凈化空氣,飲用水消毒,處理工業(yè)廢物和作為漂白劑。臭氧幾乎可與除鉑、金、銥、氟以外的所有單質反應。如:
6Ag(s)+O3(g)=3Ag2O(s) ΔH=-235.8 kJ·mol-1,
已知:2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g)ΔH=+62.2 kJ·mol-1,
則O3轉化為O2的熱化學方程式為_________________________。
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
甲醇可作為燃料電池的原料。通過下列反應可以制備甲醇:CO ( g ) + 2H2 ( g ) CH3OH ( g ) △H=-90.8 kJ·mol-1 在一容積可變的密閉容器中充入10 mol CO 和20 molH2,CO 的平衡轉化率隨溫度(T)、壓強(P)的變化如圖所示,當達到平衡狀態(tài)A 時,容器的體積為20 L。
(1)該反應的化學平衡常數(shù)表達式為 。
(2)如反應開始時仍充入10mol CO 和20mol H2,
則在平衡狀態(tài)B時容器的體積V(B)= L。
(3)關于反應CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在化學平衡狀態(tài)時的描述正確的是 (填字母)。
A.CO的含量保持不變
B.容器中CH3OH濃度與CO濃度相等
C.2V正(CH3OH)=V正(H2)
D.容器中混合氣體的平均相對分子質量保持不變
(4)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),按照相同的物質的量 投料,測得CO在 不同溫度下的平衡轉化率與壓強的關系如圖所示。下列說法正確的是 。
A.溫度:T1 < T2 <T3
B.正反應速率:ν(a)>ν(c); ν(b)>ν(d)
C.平衡常數(shù): K(a) ="K(c)" ; K(b) >K(d)
D.平均摩爾質量:M(a)<M(c); M(b)>M(d)
(5)已知CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H=" +" 41.3 kJ·mol-1,試寫出由 CO2和H2制取甲醇的熱化學方程式 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
大氣中的部分碘源于O3對海水中Iˉ的氧化。將O3持續(xù)通入NaI酸性溶液溶液中進行模擬研究。
(1)O3將Iˉ氧化成I2的過程可發(fā)生如下反應:
①Iˉ(aq)+ O3(g)= IOˉ(aq) +O2(g)△H1
②IOˉ(aq)+H+(aq) HOI(aq) △H2
③HOI(aq) + Iˉ(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l) △H3
④O3(g)+2Iˉ(aq)+2H+(aq)= I2(aq) + O2(g)+ H2O(l) △H4
則△H3與△H1、△H2、△H4之間的關系是:△H3 = 。
(2)在溶液中存在化學平衡: I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq)其平衡常數(shù)表達式為 。在反應的整個過程中I3ˉ物質的量濃度變化情況是 。
(3)為探究溫度對I2(aq) + Iˉ(aq) I3ˉ(aq) △H5 反應的影響。在某溫度T1下,將一定量的0.2 mol·L-1NaI酸性溶液置于密閉容器中,并充入一定量的O3(g)(O3氣體不足,不考慮生成物O2與 Iˉ反應),在t時刻,測得容器中I2(g)的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下,保持其它初始實驗條件不變,重復上述實驗,經(jīng)過相同時間測得I2(g)濃度,得到趨勢圖(見圖一)。則:
①若在T3時,容器中無O3, T4~T5溫度區(qū)間容器內I2(g)濃度呈現(xiàn)如圖一所示的變化趨勢,則△H5 0(填>、=或<);該條件下在溫度為T4時,溶液中Iˉ濃度隨時間變化的趨勢曲線如圖二所示。在t2時,將該反應體系溫度上升到T5,并維持該溫度。請在圖2中畫出t2時刻后溶液中 Iˉ濃度變化總趨勢曲線。
②若在T3時,容器中還有O3,則T1~T2溫度區(qū)間容器內I2(g)濃度呈現(xiàn)如圖一所示的變化趨勢,其可能的原因是 。(任寫一點)
(4)利用反應④和圖2的信息,計算0-t1時間段內用I2(aq)表示的化學反應速率 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
隨著大氣污染的日趨嚴重,“節(jié)能減排”,減少全球溫室氣體排放,研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
(1)如圖是在101 kPa、298 K條件下1 mol NO2和1 mol CO反應生成1 mol CO2和1 mol NO過程中能量變化示意圖。
已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH="+179.5" kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH="-112.3" kJ/mol
則在298 K時,反應:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH= 。
(2)將0.20 mol NO2和0.10 mol CO 充入一個容積恒定為1 L的密閉容器中發(fā)生反應,在不同條件下,反應過程中部分物質的濃度變化狀況如圖所示。
①下列說法正確的是 (填序號)。
a.容器內的壓強不發(fā)生變化說明該反應達到平衡
b.當向容器中再充入0.20 mol NO時,平衡向正反應方向移動,K值增大
c.升高溫度后,K值減小,NO2的轉化率減小
d.向該容器內充入He氣,反應物的體積減小,濃度增大,所以反應速率增大
②計算產(chǎn)物NO2在0~2 min時平均反應速率v(NO2)= mol/(L·min)。
③第4 min時改變的反應條件為 (填“升溫”或“降溫”)。
④計算反應在第6 min時的平衡常數(shù)K= 。若保持溫度不變,此時再向容器中充入CO、NO各0.060 mol,平衡將 移動(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有學者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO2轉化為重要的化工原料。其負極的反應式為 ,當有0.25 mol SO2被吸收,則通過質子(H+)交換膜的H+的物質的量為 。
(4)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應,CaCO3是一種難溶物質,其Ksp=2.8×10-9。現(xiàn)將2×10-4 mol/L的Na2CO3溶液與一定濃度的CaCl2溶液等體積混合生成沉淀,計算應加入CaCl2溶液的最小濃度為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
鋁是地殼中含量最高的金屬元素,其單質及合金在生產(chǎn)生活中的應用日趨廣泛。
真空碳熱還原-氯化法可實現(xiàn)由鋁土礦制備金屬鋁,其相關反應的熱化學方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g)
ΔH=a kJ·mol-1
3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g)ΔH=b kJ·mol-1
(1)反應Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的ΔH=________kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示)。
(2)Al4C3是反應過程中的中間產(chǎn)物。Al4C3與鹽酸反應(產(chǎn)物之一是含氫量最高的烴)的化學方程式為______________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
碳、氮和鋁的單質及其化合物在工農業(yè)生產(chǎn)和生活中有重要作用。
(1)真空碳熱還原一氯化法可實現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關的熱化學方程式如下:
2Al2O3(s)+ 2AlCl3(g)+ 6C(s)=6AlCl(g)+ 6CO(g);△H= a kJ?mol-1
3AlCl(g)= 2Al(l)+ AlCl3(g);△H= b kJ?mol-1
反應Al2O3(s)+ 3C(s)= 2Al(l)+ 3CO(g)的△H= kJ?mol-1
(用含a、b的代數(shù)式表示)。
(2)用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發(fā)生反應C(s)+ 2NO(g)N2(g)+ CO2(g);△H= Q kJ?mol-1。在T1℃時,反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下:
時間(min) 濃度(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
科學家要研究跟碳元素及其化合物相關的很多課題。
(1)焦炭可用于制取水煤氣。測得12g碳與水蒸氣完全反應生成水煤氣時,吸收了131. 6kJ熱量,該反應的熱化學方程式是_________ 。
(2)工業(yè)上可用焦炭冶煉金屬,若0.5mol碳完全與赤鐵礦反應,得到0.6mol鐵,同時生成2種常見氣體,則該反應的化學方程式是_________。
(3)碳跟水蒸氣制水煤氣的反應是一個可逆反應,下列情況下能判斷該反應一定達到平衡狀態(tài)的是_________(選填編號.)。
A.V正(H2O)=V正(H2) |
B.容器中溫度不再發(fā)生改變 |
C.消耗nmolH2同時消耗nmolCO |
D.容器中氣體的總物質的量不隨時間改變 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
甲烷作為一種新能源在化學領域應用廣泛,請回答下列問題。
(1)高爐冶鐵過程中,甲烷在催化反應室中產(chǎn)生水煤氣(CO和H2)還原氧化鐵,有關反應為:CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=260 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566 kJ·mol-1。
則CH4與O2反應生成CO和H2的熱化學方程式為_________________________________。
(2)如下圖所示,裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質溶液為KOH溶液),通過裝置Ⅱ實現(xiàn)鐵棒上鍍銅。
①a處應通入________(填“CH4”或“O2”),b處電極上發(fā)生的電極反應式是__________________________________。
②電鍍結束后,裝置Ⅰ中溶液的pH________(填寫“變大”“變小”或“不變”,下同),裝置Ⅱ中Cu2+的物質的量濃度________。
③電鍍結束后,裝置Ⅰ溶液中的陰離子除了OH-以外還含有________(忽略水解)。
④在此過程中若完全反應,裝置Ⅱ中陰極質量變化12.8 g,則裝置Ⅰ中理論上消耗甲烷________L(標準狀況下)。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(1)在101kPa下,CH4(g)、H2(g)、C(s)的燃燒熱分別為890.3kJ?mo1—1、285.8kJ?mo1—1和393.5kJ?mo1—1,則反應C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反應熱ΔH= 。
(2)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH2
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH3
①液態(tài)水轉化為氣態(tài)水的熱化學方程式為 。
②CO和H2分別燃燒生成CO2 (g)和H2O(g),欲得到相同熱量,所需CO和H2的體積比是 。
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