【題目】研究和深度開發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對(duì)構(gòu)建生態(tài)文明社會(huì)具有重要的意義。

1CO可用于煉鐵,已知:

Fe2O3(s)+3C(s)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol-1,

C(s)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJmol-1

CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為__________

2)分離高爐煤氣得到的CO與空氣可設(shè)計(jì)成燃料電池(KOH溶液為電解液)。寫出該電池的負(fù)極反應(yīng)式:__________

3CO2H2充入一定體積的密閉容器中,在兩種溫度下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) 測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化見圖1。

曲線I對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K__________K(“=””)

一定溫度下,在容積相同且固定的兩個(gè)密閉容器中,按如下方式加入反應(yīng)物,一段時(shí)間后達(dá)到平衡。

容 器



反應(yīng)物投入量

1molCO2、3molH2

a molCO2、b molH2
c molCH3OH(g)、c molH2O(g)

若甲中平衡后氣體的壓強(qiáng)為開始的0.8倍,要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分?jǐn)?shù)相等,且起始時(shí)維持化學(xué)反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,則c的取值范圍為__________

4)利用光能和光催化劑,可將CO2H2O(g)轉(zhuǎn)化為CH4O2.紫外光照射時(shí),在不同催化劑(I、II、III)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時(shí)間的變化見圖2.在015小時(shí)內(nèi),CH4的平均生成速率I、IIIII從大到小的順序?yàn)?/span>__________(填序號(hào))

5)以TiO2/Cu2Al2O4為催化劑,可以將CO2CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸。在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率的關(guān)系見圖3。

乙酸的生成速率主要取決于溫度影響的范圍是__________。

②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,寫出有關(guān)的離子方程式:__________。

【答案】1Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1;

2CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O;(3>;②0.4n(c)≤1mol,

4I;(5①300℃400℃;②3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O

【解析】試題分析:(1①Fe2O3(s)+3C(s)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol-1②C(s)+CO2(g)═2CO(g) △H2=+172.5kJmol-1,由蓋斯定律①-②×3得到Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1,故答案為:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJmol-1

2)烷燃料電池以KOH溶液為電解質(zhì)溶液時(shí),負(fù)極上是CO發(fā)生失電子的氧化反應(yīng),又因?yàn)殡娊赓|(zhì)是KOH溶液,二氧化碳和氫氧化鉀反應(yīng)得到的是碳酸鉀,即CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O,故答案為:CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O

3①II平衡時(shí)間小于I,說明II反應(yīng)速率大于I,且平衡時(shí)IICH3OH的物質(zhì)的量小于I,說明平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則只能是升高溫度,即II的溫度大于I,溫度越高,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),導(dǎo)致化學(xué)平衡常數(shù)越小,所以KK,故答案為:>;

設(shè)二氧化碳反應(yīng)量為x

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

初始量(mol)1 3 0 0

轉(zhuǎn)化量(mol)x 3x x x

平衡量(mol)1-x 3-3x x x

甲中平衡后氣體的壓強(qiáng)為開始時(shí)的0.8倍,即=0.8

解得x=0.4mol

依題意:甲、乙為等同平衡,且起始時(shí)維持反應(yīng)逆向進(jìn)行,所以全部由生成物投料,c的物質(zhì)的量為1mol,c 的物質(zhì)的量不能低于平衡時(shí)的物質(zhì)的量0.4mol,所以c的物質(zhì)的量為:0.4n(c)≤1mol

故答案為:0.4n(c)≤1mol;

4)由圖2可知,在015h內(nèi),甲烷的物質(zhì)的量變化量為△n(Ⅰ)△n(Ⅲ)△n(Ⅱ),故在015h內(nèi),CH4的平均生成速率v(Ⅱ)v(Ⅲ)v(Ⅰ),故答案為:I;

5溫度超過250℃時(shí),催化劑的催化效率降低,在300℃時(shí)失去活性,故以后乙酸的生成速率升高是由溫度升高導(dǎo)致的,故乙酸主要取決于溫度影響的范圍為300℃400℃,故答案為:300℃400℃;

②Cu2Al2O4拆成氧化物的形式:Cu2OAl2O3,與酸反應(yīng)生成離子方程式:3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O,故答案為:3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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回答下列問題:

(1)C的名稱是____,G中官能團(tuán)的名稱是__________。

(2)②的反應(yīng)類型是________,F(xiàn)的結(jié)構(gòu)簡式為_______________。

(3)下列關(guān)于C的敘述正確的是___________.

A. 分子式為C9H10O B. 1mol E最多能與5molH2發(fā)生加成反應(yīng)

C. 自身能發(fā)生加聚、縮聚反應(yīng) D. 最多有9個(gè)碳原子位于同一平面

(4)C有多種同分異構(gòu)體,其中屬于芳香族化合物的有____種。

(5)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式__________________________________。

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A. N4的熔點(diǎn)比P4

B. 1 mol N4氣體轉(zhuǎn)化為N2時(shí)要吸收724 kJ能量

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②鈉立即與水反應(yīng),并有氣體產(chǎn)生

③反應(yīng)后溶液變紅

④鈉熔成閃亮的小球

⑤小球在水面上四處游動(dòng)

⑥有“嘶嘶”的響聲發(fā)出

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C. ②④⑤⑥ D. ③④⑥

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