【題目】“低碳生活,綠色出行”已經(jīng)成為很多人的生活理念。CO2的捕捉和利用也成為了科學(xué)家們積極探索的熱門領(lǐng)域。回答下列問題:
(1)用CO2催化加氫可制取乙烯,其能量關(guān)系如圖1,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式____________。
(2)以硫酸作電解質(zhì)溶液,利用太陽能電池將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯的工作原理如圖2。則A為電池的___極,N極的電極反應(yīng)式為_________________________。
(3)用CO2催化加氫制取二甲醚的反應(yīng)為:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)
在恒容密閉容器中,均充入2mol.CO2和6molH2,分別以Ir和Ce作催化劑,反應(yīng)進行相同的時間后測得的CO2的轉(zhuǎn)化率a(CO2)隨反應(yīng)溫度的變化情況如圖3。
①用Ir和Ce作催化劑時,反應(yīng)的活化能更低的是_______。
②a、b、c、d和e五種狀態(tài),反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的是__________,反應(yīng)的△H ___0(填“>”、“=”或“<”)。
③從狀態(tài)a到c,CO2轉(zhuǎn)化率不斷增大的原因是________________________________。
④狀態(tài)e時,a(CO2)= 50%,若保持容器容積為10L,則此時的平衡常數(shù)K=____。
【答案】 CO2(g)+3H2(g)=== 1/2C2H4(g)+2H2O ΔH=-(b-a) kJ/mol 負 4OH――4e-=O2↑+2H2O或2H2O―4e-=O2↑+4H+ Ir d和e < 狀態(tài)a和c均未達到平衡,從狀態(tài)a到c,溫度不斷升高,化學(xué)反應(yīng)速率不斷增大,故在相同時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化量不斷增大、CO2的轉(zhuǎn)化率不斷增大 (或23.15)
【解析】(1)用CO2催化加氫可制取乙烯,由圖1可知,反應(yīng)物的鍵能總和為a kJ/mol、生成物的鍵能總和為b kJ/mol,所以,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式CO2(g)+3H2(g)=== 1/2C2H4(g)+2H2O ΔH=-(b-a) kJ/mol。
(2)以硫酸作電解質(zhì)溶液,利用太陽能電池將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯。由其工作原理圖2可知,該裝置為電解池,M極上CO2被還原為乙烯,則M極為陰極、A為電池的負極,N極為陽極,氫氧根放電生成氧氣,電極反應(yīng)式為4OH――4e-=O2↑+2H2O或2H2O―4e-=O2↑+4H+。
(3)①由圖中信息可知,當溫度為400K~800K時,反應(yīng)進行相同的時間后測得Ir作催化劑的CO2的轉(zhuǎn)化率a(CO2)較高,說明Ir的催化效率更高,所以,用Ir和Ce作催化劑時,反應(yīng)的活化能更低的是Ir。
②由圖可知,當溫度高于800K時,CO2的轉(zhuǎn)化率a(CO2)隨反應(yīng)溫度升高而減小,說明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動,在一定的溫度范圍內(nèi),溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快,所以,a、b、c、d和e五種狀態(tài),反應(yīng)一定達到平衡狀態(tài)的是d和e,反應(yīng)的△H <0。
③從狀態(tài)a到c,CO2轉(zhuǎn)化率不斷增大的原因是:狀態(tài)a和c均未達到平衡,從狀態(tài)a到c,溫度不斷升高,化學(xué)反應(yīng)速率不斷增大,故在相同時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化量不斷增大、CO2的轉(zhuǎn)化率不斷增大。
④狀態(tài)e為平衡狀態(tài),a(CO2)= 50%,則CO2的變化量為1mol,H2、CH3OCH3、H2O的變化量分別為3mol、0.5mol、1.5mol,各組分的平衡量與變化量相同,若保持容器容積為10L,則CO2、H2、CH3OCH3、H2O的平衡濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L、0.05mol/L、0.15mol,此時的平衡常數(shù)K= (或23.15)。
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【題目】實驗室用100 mL 1 mol·L-1硫酸與鋅粉反應(yīng)制備氫氣,下列措施一定能加快反應(yīng)速率的是
A.改用300 mL 1 mol·L-1硫酸B.降低溫度
C.用鋅粒代替鋅粉D.滴加少量CuSO4溶液
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】最近中央電視二臺報道,市場抽查吸管合格率較低,存在較大的安全隱患,其中塑化劑超標是一個主要方面,塑化劑種類繁多,其中鄰苯二甲酸二酯是主要的一大類,(代號DMP)是一種常用的酯類化劑,其蒸氣對氫氣的相對密度為97。工業(yè)上生產(chǎn)DMP的流程如圖所示:
已知:R-X+NaOHR-OH+NaX
(1)上述反應(yīng)⑤的反應(yīng)類型為___________________。
(2)D中官能團的名稱為___________________。
(3)DMP的結(jié)構(gòu)簡式為___________________。
(4)B→C的化學(xué)方程式為_____________________________。
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【題目】碳、氮廣泛的分布在自然界中,碳、氮的化合物性能優(yōu)良在工業(yè)生產(chǎn)和科技領(lǐng)域有重要用途。
(1)氮化硅(Si3N4)是一種新型陶瓷材料,它可由SiO2與過量焦炭在1300~1700℃的氮氣流中反應(yīng)制得:3SiO2(s)+6C(s)+2N2(g)Si3N4(s)+6CO(g),已知60gSiO2完全反應(yīng)時放出530.4kJ的能量,則該反應(yīng)每轉(zhuǎn)移1mole-,可放出的熱量為___________________。
(2)某研究小組現(xiàn)將三組CO(g)與H2O(g)混合氣體分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g),得到如下數(shù)據(jù):
實驗組 | 溫度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達平衡所需時間/min | ||
CO | H2O | CO | H2 | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 0.5 | 1.5 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.5 | 0.5 |
①實驗1中,前5min的反應(yīng)速率v(H2O)=_____________。
②下列能判斷實驗2已經(jīng)達到平衡狀態(tài)的是______________________。
a.混合氣體的密度保持不變 b.容器內(nèi)CO、H2O、CO2、H2的濃度比不再變化
c.容器內(nèi)壓強不再變化 d..容器中氣體的平均相對分子質(zhì)量不隨時間而變化
e. v正(CO)=v逆(H2O)
③若實驗3的容器是絕熱恒容的密閉容器,實驗測得H2O(g)的轉(zhuǎn)化率H2O%隨時間變化的示意圖如左上圖所示,b點v正_________v逆(填“<”、“=”或“>”)
(3)利用CO與H2可直接合成甲醇,右上圖是由“甲醇(CH3OH)一空氣”形成的綠色燃料電池的工作原理示意圖,b電極是該燃料電池的_________(選“正極”或“負極”);寫出以石墨為電極的電池工作時負極的電極反應(yīng)式___________________________________。
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【題目】從海水中提取溴的工業(yè)流程如圖:
(1)以上步驟I中已獲得游離態(tài)的溴,步驟II又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴,其目的是 。
(2)步驟Ⅱ通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2,利用了溴的 。
A.氧化性 B.還原性 C.揮發(fā)性 D.腐蝕性
(3)以上流程Ⅱ中涉及的離子反應(yīng)如下,請在下面方框內(nèi)填入適當?shù)幕瘜W(xué)計量數(shù)及相應(yīng)物質(zhì):
口Br2 + 口CO32- 口BrO3-+ 口Br-+ 口
(4)上述流程中吹出的溴蒸氣, 也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯氣氧化后蒸餾,寫出溴與二氧化硫水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。
(5)實驗室分離溴還可以用溶劑萃取法,下列可以用作溴的萃取劑的是 。
A.乙醇 B.四氯化碳 C.燒堿溶液 D.苯
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】“84”消毒液在日常生活中使用廣泛,該消毒液無色、有漂白作用,它的有效成分是( )
A.NaOHB.Na2O2C.NaClOD.KClO3
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