【題目】回收利用CO2是環(huán)境科學(xué)研究的熱點(diǎn)課題,是減輕溫室效應(yīng)危害的重要途徑。
(1)工業(yè)上,利用天然氣與二氧化碳反應(yīng)制備合成氣(CO和H2),化學(xué)方程式為CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2O(g)上述反應(yīng)的能量變化如圖1所示,該反應(yīng)是________(填“吸熱反應(yīng),或“放熱反應(yīng)”)。
(2)工業(yè)上用CO2生產(chǎn)甲醇(CH3OH)燃料,可以將CO2變廢為寶。在體積為1L的密閉容器中,充入1molO2和4molH2,一定條件下發(fā)-反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如上圖2所示。
①從反應(yīng)開始到平衡,用CH3OH表示的平均反應(yīng)速率為______。
②若反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)在四種不同情況下的反應(yīng)速率分別為:
A.v(H2)=0.01molL-1s-1 B.v(CO2)=0.15molL-1s-1
C.v(CH3OH)=0.3molL-1min-1 D.v(H2O)=0.45molL-1min-1
該反應(yīng)進(jìn)行由快到慢的順序?yàn)?/span>______(填字母)。
③下列描述能說明反應(yīng)達(dá)到最大限度的是_______(填字母)。
A.混合氣體的密度保持不變
B.混合氣體中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)約為21.4%
C.混合氣體的總質(zhì)量保持不變
D.H2、CH3OH的生成速率之比為3:1
(3)甲醇(CH3OH)是一種可再生能源,具有廣闊的開發(fā)和應(yīng)用前景。以甲醇、氧氣和KOH溶液為原料,石墨為電極制造新型手機(jī)電池,甲醇在______極反應(yīng),電極反應(yīng)式為____________。
【答案】吸熱反應(yīng) 0.075 mol/(L·min) B>D>C>A BD 負(fù) CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O
【解析】
(1)反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,則該反應(yīng)為放熱反應(yīng),否則為吸熱反應(yīng);
(2)①甲醇為產(chǎn)物,隨著反應(yīng)進(jìn)行其濃度增大,10min時達(dá)到平衡狀態(tài),從反應(yīng)開始到平衡,用CH3OH表示的平均反應(yīng)速率v=;
②單位相同的條件下,其反應(yīng)速率與其計量數(shù)之比數(shù)值越大化學(xué)反應(yīng)速率越快;
③達(dá)到最大限度,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),可逆反應(yīng)中正逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量、物質(zhì)的量濃度、百分含量以及由此引起的一系列物理量不變時,達(dá)到平衡狀態(tài);
(3)甲醇、氧氣和KOH溶液為原料,石墨為電極制造新型手機(jī)電池,該電池為燃料電池,通入燃料的電極為負(fù)極,通入氧化劑的電極為正極,負(fù)極上甲醇失電子和KOH反應(yīng)生成碳酸鉀和水。
(1)根據(jù)圖知,反應(yīng)物總能量小于生成物總能量,因此該反應(yīng)為吸熱反應(yīng);
(2)①甲醇為產(chǎn)物,隨著反應(yīng)進(jìn)行其濃度增大,10min時達(dá)到平衡狀態(tài),從反應(yīng)開始到平衡,用CH3OH表示的平均反應(yīng)速率v(CH3OH)==0.075mol/(L·min);
②單位相同的條件下,其反應(yīng)速率與其計量數(shù)之比數(shù)值越大化學(xué)反應(yīng)速率越快,
A.=×60mol/(L·min)=0.2 mol/(L·min);
B.=×60mol/(L·min)=9mol/(L·min);
C.=mol/(L·min)=0.3mol/(L·min)
D.=mol/(L·min)=0.45mol/(L·min);
通過以上分析知,反應(yīng)速率快慢順序是B>D>C>A;
③A.反應(yīng)前后氣體總質(zhì)量不變、容器體積不變,所以混合氣體的密度始終保持不變,不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài),A錯誤;
B.根據(jù)圖知,達(dá)到平衡狀態(tài)時,n(CH3OH)=0.75mol/L×1L=0.75mol,根據(jù)方程式知,生成的n(H2O)=n(CH3OH)=0.75mol,剩余的n(CO2)=0.25mol/L×1L=0.25mol,剩余的n(H2)=4mol-0.75mol×3=1.75mol,因此混合氣體中CH3OH的體積分?jǐn)?shù)=×100%=21.4%,因此該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),B正確;
C.反應(yīng)混合物都是氣體,混合氣體的總質(zhì)量始終保持不變,不能據(jù)此判斷反應(yīng)是否處于平衡狀態(tài),C錯誤;
D.H2、CH3OH的生成速率之比為3:1,正、逆反應(yīng)速率相等,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),D正確;
故合理選項(xiàng)是BD;
(3)甲醇、氧氣和KOH溶液為原料,石墨為電極制造新型手機(jī)電池,該電池為燃料電池,通入燃料甲醇的電極負(fù)極,通入氧化劑氧氣的電極為正極,負(fù)極上甲醇失電子和KOH反應(yīng)生成碳酸鉀和水,負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列描述不符合生產(chǎn)實(shí)際的是( )
A.電解熔融的氯化鈉制取金屬鈉,用鐵作陽極
B.電解法精煉粗銅,用純銅作陰極
C.電解飽和食鹽水制燒堿,用涂鎳碳鋼網(wǎng)作陰極
D.在鋅錳干電池中,用鋅作負(fù)極
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】NOx(主要指NO和NO2)是大氣主要污染物之一。有效去除大氣中的NOx是環(huán)境保護(hù)的重要課題。
(1)用水吸收NOx的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:
2NO2(g)+H2O(l)HNO3(aq)+HNO2(aq) ΔH=116.1 kJ·mol1
3HNO2(aq)HNO3(aq)+2NO(g)+H2O(l) ΔH=75.9 kJ·mol1
反應(yīng)3NO2(g)+H2O(l)2HNO3(aq)+NO(g)的ΔH=___________kJ·mol1。
(2)在有氧條件下,新型催化劑M能催化NH3與NOx反應(yīng)生成N2,F(xiàn)將一定比例的O2、NH3和NOx的混合氣體,勻速通入裝有催化劑M的反應(yīng)器中反應(yīng)。
反應(yīng)相同時間NOx的去除率隨反應(yīng)溫度的變化曲線如圖所示,在50~250 ℃范圍內(nèi)隨著溫度的升高,NOx的去除率先迅速上升后上升緩慢的主要原因是______________________ ;
當(dāng)反應(yīng)溫度高于380 ℃時,NOx的去除率迅速下降的原因可能是___________________ 。
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【題目】用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),將液體A逐滴加入到固體B中,下列敘述正確的是
A. 若A為濃鹽酸,B為KMnO4晶體,C中盛有紫色石蕊溶液,則C中溶液最終呈紅色
B. 實(shí)驗(yàn)儀器D可以起到防止溶液倒吸的作用
C. 若A為濃氨水,B為生石灰,C中盛有AlCl3溶液,則C中溶液中先產(chǎn)生白色沉淀,然后沉淀又溶解
D. 若A為濃H2SO4,B為Cu,C中盛有澄清石灰水,則C中溶液變渾濁
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【題目】孔雀石是一種古老的玉料,常與其它含銅礦物共生(藍(lán)銅礦、輝銅礦、赤銅礦、自然銅等),主要成分是Cu(OH)2CuCO3,含少量FeCO3及硅的氧化物。實(shí)驗(yàn)室以孔雀石為原料制備硫酸銅晶體的步驟如下:
已知:Fe3+在水溶液中存在Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
Fe(OH)3開始沉淀的pH=2.7,沉淀完全的pH=3.7。
(1)為了提高原料的浸出速率,可采取的措施有________。
(2)步驟I所得沉淀主要成分的用途為________。
(3)步驟Ⅱ中試劑①是____________(填代號)
A.KMnO4 B.H2O2 C.Fe粉 D.KSCN
加入試劑①反應(yīng)的離子方程式為:________。
(4)請設(shè)計實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)溶液3中是否存在Fe3+:___________。
(5)測定硫酸銅晶體(CuSO4xH2O)中結(jié)晶水的x值:稱取2.4500g硫酸銅晶體,加熱至質(zhì)量不再改變時,稱量粉末的質(zhì)量為1.6000g。則計算得x=______(計算結(jié)果精確到0.1)。
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【題目】工業(yè)溴主要利用中度鹵水進(jìn)行吹溴工藝生產(chǎn)。某化學(xué)小組的同學(xué)為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法,設(shè)計如下實(shí)驗(yàn)裝置:
有關(guān)資料:Br2沸點(diǎn)為59℃,微溶于水,有毒性和強(qiáng)腐蝕性。
(1)圖中盛裝工業(yè)溴的儀器名稱是______,燒杯A中熱水浴的作用為______。
(2)按圖連接好裝置,檢查裝置氣密性并裝入試劑,然后________,再開始對A加熱。C中液體產(chǎn)物的顏色為______。
(3)實(shí)驗(yàn)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.純堿溶液 D.裂化汽油
(4)Br2被過量Na2CO3溶液吸收的氧化產(chǎn)物為NaBrO3,則D中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。
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【題目】研究表明CO與N2O在Fe+作用下發(fā)生反應(yīng)的能量變化及反應(yīng)歷程如圖所示,兩步反應(yīng)分別為:①N2O+Fe+=N2+FeO (慢):②FeO++CO=CO2+Fe+ (快)。下列說法正確的是
A. 反應(yīng)①是氧化還原反應(yīng),反應(yīng)②是非氧化還原反應(yīng)
B. 兩步反應(yīng)均為放熱反應(yīng),總反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率由反應(yīng)②決定
C. Fe+使反應(yīng)的活化能減小,FeO+是中間產(chǎn)物
D. 若轉(zhuǎn)移lmol電子,則消耗II.2LN2O
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【題目】四種短周期元素在周期表中的相對位置如下所示,其中Z元素原子核外電子總數(shù)是其最外層電子數(shù)的3倍。
X | Y | |
Z | W |
請回答下列問題:
(1)元素Z位于周期表中第_______周期,_______族;
(2)這些元素的氫化物中,水溶液堿性最強(qiáng)的是_____________(寫化學(xué)式);
(3)XW2的電子式為________________________;
(4)Y的最高價氧化物的化學(xué)式為_________________。
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【題目】二氯亞砜(SOCl2)是一種無色易揮發(fā)液體,劇烈水解生成兩種氣體,常用作脫水劑,其熔點(diǎn)-105℃,沸點(diǎn)79℃,140℃以上時易分解。
(1)用硫黃(S)、液氯和三氧化硫?yàn)樵,在一定條件合成二氯亞砜,原子利用率達(dá)100%,則三者的物質(zhì)的量比為______________________。
(2)甲同學(xué)設(shè)計如圖裝置用ZnCl2·xH2O晶體制取無水ZnCl2,回收剩余的SOCl2(夾持及加熱裝置略)
①SOCl2在該實(shí)驗(yàn)中的作用_________________________________;加熱條件下,A裝置中總的化學(xué)方程式為_________________________________。
②實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,為檢測ZnCl2·xH2O晶體是否完全脫水,甲同學(xué)設(shè)計實(shí)驗(yàn)方案如下,正確的實(shí)驗(yàn)順序?yàn)?/span>___________(填序號)
a.干燥 b.洗滌; c加入足量硝酸酸化的硝酸銀溶液,充分反應(yīng);
d稱取蒸干后的固體m克溶于水;e.過濾; f稱得固體為n克
若m/n=___________(保留小數(shù)點(diǎn)后兩位),即可證明晶體已完全脫水。
(3)乙同學(xué)認(rèn)為SOCl2還可用作由FeCl3·6H2O制取無水FeCl3的脫水劑,但丙同學(xué)認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)可能發(fā)生副反應(yīng)使最后的產(chǎn)品不純。
①可能發(fā)生的副反應(yīng)的離子方程式_________________________________。
②丙同學(xué)設(shè)計了如下實(shí)驗(yàn)方案判斷副反應(yīng)的可能性:
i.取少量FeCl3·6H2O于試管中,加入足量SOCl2振蕩使兩種物質(zhì)充分反應(yīng):
ii.往上述試管中加水溶解,取溶解后的溶液少許于兩支試管,進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,完成表格內(nèi)容。
供選試劑:AgNO3溶液、稀鹽酸、稀HNO3、酸性KMnO4溶液、KSCN溶液、K3[Fe(CN)6]溶液、溴水)
方案 | 操作 | 現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
方案一 | 往一支試管中滴加___________ | 若無明顯現(xiàn)象 | 則發(fā)生了上述副反應(yīng) |
方案二 | 往另一支試管中滴加___________ | ___________ | 則沒有發(fā)生上述副反應(yīng) |
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