【題目】CO2是一種廉價的碳資源,綜合利用CO2對構建低碳社會有重要意義。
(1)已知: H2(g)+ O2(g) =H2O(g) ΔH=-241.8kJ·mol-1 CO2(g) = CO(g)+ O2(g) ΔH=+283.0kJ·mol-1 則反應:CO2(g)+H2O(g) =CO(g)+H2(g)+O2(g) ΔH=________。
(2)工業(yè)生產(chǎn)中可利用H2還原CO2制備清潔能源甲醇:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH<0
①保持溫度、體積一定,能說明上述反應達到平衡狀態(tài)的是_________。
A.容器內(nèi)壓強不變 B.3v正 (CH3OH)= v正 (H2)
C.容器內(nèi)氣體的密度不變 D.CO2與H2O的物質(zhì)的量之比保持不變
②將一定量的CO2和H2充入到某恒容密閉容器中,測得在不同催化劑作用下,相同時間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度的變化如圖所示,催化效果最好的是催化劑________(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”),該反應在a點達到平衡狀態(tài),a點的轉(zhuǎn)化率比b點的高,其原因是________。
(3)固體氧化物電解池(SOEC)可用于高溫電解CO2/H2O,既可高效制備合成氣(CO和H2),又可實現(xiàn)CO2的減排,其工作原理如圖。
①電源正極為________(填“a”或“b”),電極c上發(fā)生的電極反應式為________、_____。
②陰陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比為________。
【答案】+524.8kJ·mol-1 AD Ⅰ 該反應為放熱反應,達平衡后,隨溫度升高,平衡逆向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率降低 b H2O+2e-=H2↑+O2- CO2+2e-=CO+O2- 2:1
【解析】
(1)根據(jù)蓋斯定律進行分析計算;
(2)①根據(jù)平衡狀態(tài)判斷標準進行v正= v逆,各組分的濃度及由此引出相關的物質(zhì)的量的變化情況進行分析;
②從圖中看,相同溫度下,Ⅰ 中CO2的轉(zhuǎn)化率最大,說明反應速率最快,催化效果最好;該反應在a點達到平衡狀態(tài),a點的轉(zhuǎn)化率比b點的高,說明繼續(xù)升高溫度,平衡逆向移動,從而得出其原因是該反應為放熱反應,據(jù)此進行分析;
(3)①從圖中看出,H2O、CO2在c電極轉(zhuǎn)化為H2、CO,說明此電極為陽極,則與之相連的a電極為負極,電源正極為b;電極c為電解池的陰極,發(fā)生還原反應;
②陽極的電極反應為2O2—4e- =O2↑,根據(jù)電子得失守恒規(guī)律,計算出陰陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比。
(1)H2(g)+ O2(g) =H2O(g) ΔH=-241.8kJ·mol-1 ①
CO2(g) = CO(g)+ O2(g) ΔH=+283.0kJ·mol-1 ②
根據(jù)蓋斯定律將②-①得:CO2(g)+H2O(g) =CO(g)+H2(g)+O2(g) ΔH= +524.8kJ·mol-1;
答案為:+524.8kJ·mol-1;
(2)①A.因為反應前后氣體分子數(shù)不等,所以容器內(nèi)壓強不變時,反應達平衡狀態(tài),A符合題意;
B.3v正(CH3OH)= v正(H2),反應向同一方向進行,不一定是平衡狀態(tài),B不正確;
C.因為氣體的質(zhì)量不變,容器的容積不變,所以容器內(nèi)氣體的密度始終不變,C不正確;
D.CO2與H2O的物質(zhì)的量之比保持不變,則平衡不發(fā)生移動,D達平衡狀態(tài),符合題意;
故選AD;
②從圖中看,相同溫度下,Ⅰ 中CO2的轉(zhuǎn)化率最大,說明反應速率最快,催化效果最好;
該反應在a點達到平衡狀態(tài),a點的轉(zhuǎn)化率比b點的高,說明繼續(xù)升高溫度,平衡逆向移動,從而得出其原因是該反應為放熱反應,達平衡后,隨溫度升高,平衡逆向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率降低;
答案為:Ⅰ;該反應為放熱反應,達平衡后,隨溫度升高,平衡逆向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率降低;
(3)①從圖中看出,H2O、CO2在c電極轉(zhuǎn)化為H2、CO,說明此電極為陽極,則與之相連的a電極為負極,電源正極為b;電極c上發(fā)生的電極反應式為H2O+2e-=H2↑+O2-、CO2+2e-=CO+O2-;
答案為:b;H2O+2e-=H2↑+O2-、CO2+2e-=CO+O2-;
②陽極的電極反應為2O2—4e- =O2↑,按得失電子總數(shù)相等的原則,設電路中通過4mole-,則陽極生成1molO2,陰極生成2molH2,或2molCO,或2mol二者的混合氣,從而得出陰陽兩極生成的氣體的物質(zhì)的量之比為2:1;
答案為2:1。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】合成氨工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展具有重要的意義。 合成塔中發(fā)生反應為: N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0
(1)工業(yè)生產(chǎn)時,制取氫氣的一個反應為:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H>0
①t℃時,往1L密閉容器中充入0.2mol CO和0.3mol水蒸氣。反應建立平衡后,體系中c(H2)=0.12mol·L-1。
該溫度下此反應的平衡常數(shù)K =__________________________。
②保持溫度不變,向上述平衡體系中再加入0.1mol CO,當反應重新建立平衡時,水蒸氣的總轉(zhuǎn)化率α (H2O)__________。
(2)下表為不同溫度下合成氨反應的平衡常數(shù)。由表可推知T1_____573K(填“>”、“<”或“=”)。
T/K | T1 | 573 | T2 |
K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
(3)673K,30MPa下n(NH3) 和n(H2) 隨時間變化的關系如下圖所示依據(jù)上圖,下列有關敘述正確的是(填寫序號)_________________。
A.c點表示n(NH3)和n (H2)相等
B.c點表示NH3生成速率與NH3分解速率相同
C.e點和d點時反應的平衡常數(shù)相同
D.c點時正反應速率大于逆反應速率
(4)用NO2溶于水制硝酸:3NO2+H2O2HNO3+NO。從生產(chǎn)流程看,吸收塔中需
要補充空氣,其原因用化學平衡移動的理論進行解釋是______________。
(5)硝酸廠的尾氣含有氮氧化物,不經(jīng)處理直接排放將污染空氣。目前科學家探索
利用燃料氣體中的甲烷等將氮氧化物還原為氮氣和水,其反應機理為:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g); △H=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g); △H=-1160kJ·mol-1
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學方程式為:_______________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】氧化鋇廣泛用于玻璃、陶瓷工業(yè),是制取過氧化鋇和鋇鹽的原料。一種利用鋇泥[含BaCO3、BaSO3、Ba(FeO2)2等]制取氧化鋇的綠色工藝流程如下:
回答下列問題:
(1)酸溶時,Ba(FeO2)2與稀硝酸反應的化學方程式為_____________________。
(2)產(chǎn)生濾渣1的反應離子方程式是____________________________________________。
(3)操作Ⅰ調(diào)pH=4~5的目的是_________________________________________________。
(4)過濾3所得母液應返回______________工序循環(huán)使用。
(5)Ba(NO3)2可用于汽車尾氣中還原性氣體的催化轉(zhuǎn)化?萍脊ぷ髡哂H2模擬尾氣中的還原性氣體,研究Ba(NO3)2的催化還原過程。該過程分兩步進行,如圖表示該過程相關物質(zhì)濃度隨時間的變化關系。第二步反應消耗的NH3與NO3-的物質(zhì)的量之比是_________。
(6)“氣體2”為混合氣體。標準狀況下a L“氣體2”溶于水得到bL溶液,則所得溶液的物質(zhì)的量濃度為_________________
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】(1)6.4gM和17.0gN恰好完全反應,生成0.4molX和12.2gY,則X的摩爾質(zhì)量為:___。
(2)實驗室需要制備22.4L(標準狀況)H2,現(xiàn)用質(zhì)量分數(shù)為90.0%的鋅粒與足量的稀鹽酸反應(假設雜質(zhì)不與稀鹽酸反應),問:(要求寫出計算過程)
①至少需要質(zhì)量分數(shù)為90.0%的鋅粒多少克?___
②生成的氯化鋅的物質(zhì)的量是多少?___
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】根據(jù)要求填空:
(1)寫出有機物的名稱________。
(2)當乙酸分子中的O都是18O時,乙醇分子中的O都是16O時,二者在一定條件下反應,生成物中水的相對分子質(zhì)量為______。
(3)化學與生活息息相關。下列敘述正確的是___(填字母代號)。
A.饅頭越嚼越甜 B.鮮榨橙汁遇到碘水會變藍
C.油脂經(jīng)水解可變成葡糖糖 D.土豆中的淀粉經(jīng)水解可變成酒
(4)某化合物C3H6O2的核磁共振譜(NMR)中有3個峰,其強度比為3∶2∶1,則該化合物的結(jié)構簡式可能為_______(寫出一種即可)。
(5)瑞香素是一種具有抗菌、抗炎、抗凝血等生物活性的香豆素化合物,其分子結(jié)構如圖所示;卮鹣铝袉栴}。
①瑞香素的化學式為____,含氧官能團名稱____;
②1mol此化合物可與______molBr2反應,最多可以與____molNaOH反應。
(6)甲醛和新制氫氧化銅的反應顯示了甲醛的還原性,發(fā)生反應的化學方程式通常表示為HCHO+2Cu(OH)2+NaOHHCOONa+Cu2O↓+3H2O。若向足量新制氫氧化銅中加入4.00mL甲醛水溶液,充分反應。請設計一個簡單實驗驗證甲醛的氧化產(chǎn)物不是甲酸鹽。____。(可供選用的試劑:硫酸銅溶液、甲醛、甲酸、氫氧化鈉溶液。)
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】有機物的結(jié)構可用“鍵線式”表示,如CH3—CH=CH—CH3可簡寫為,有機物X的鍵線式為。下列說法中不正確的是( )
A.X的分子式為C8H8
B.有機物Y是X的同分異構體,且屬于芳香烴,則Y的結(jié)構簡式為
C.X能使KMnO4酸性溶液褪色
D.X與足量的H2在一定條件下反應可生成環(huán)狀的飽和烴Z,Z的一氯化物有4種
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知25℃時有關弱酸的電離平衡常數(shù):則下列有關說法正確的是( )
弱酸化學式 | CH3COOH | HCN | H2CO3 |
電離平衡常數(shù) | 1.8×10-5 | 4.9×10-10 | K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11 |
A. 等物質(zhì)的量濃度的各溶液pH關系為:pH(NaCN)>pH(Na2CO3)>pH(CH3COONa)
B. 冰醋酸中逐滴加水,則溶液的導電性、醋酸的電離程度、pH均先增大后減小
C. NaCN中通入少量CO2發(fā)生的化學反應為:NaCN+CO2+H2O=HCN+NaHCO3
D. 稀釋HCN溶液過程中,減小
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下表為元素周期表的一部分。
碳 | 氮 | Y | |
X | 硫 | Z |
回答下列問題:
(1)Z元素在周期表中的位置為___。
(2)下列事實能說明Y元素的非金屬性比S元素的非金屬性強的是___;
a.Y單質(zhì)與H2S溶液反應,溶液變渾濁
b.在氧化還原反應中,1molY單質(zhì)比1molS得電子多
c.Y和S兩元素的簡單氫化物受熱分解,前者的分解溫度高
(3)X與Z兩元素的單質(zhì)反應生成1molX的最高價化合物,恢復至室溫,放熱687kJ,已知該化合物的熔、沸點分別為-69℃和58℃,寫出該反應的熱化學方程式___。
(4)碳與鎂形成的1mol化合物Q與水反應,生成2molMg(OH)2和1mol烴,該烴分子中碳氫質(zhì)量比為9:1,烴的電子式為___。Q與水反應的化學方程式為__。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】結(jié)合圖回答問題:如圖是中學化學中常用于混合物的分離和提純的裝置,請根據(jù)裝置回答問題:
(1)寫出上述裝置中儀器的名稱:①________。
(2)若利用上述裝置分離乙酸(沸點118℃)和乙酸乙酯(沸點77.1℃)的混合物,還缺少的儀器有________,圖1中儀器 ②是從______口進水(填a或b)。
(3)圖2在分液時為使液體順利滴下,除打開活塞外,還應進行的具體操作是______
(4)從氯化鉀溶液中得到氯化鉀固體,選擇裝置______(填代表裝置圖的序號,下同);除去自來水中的Cl等雜質(zhì),選擇裝置______。
(5)實驗室常用上述裝置分離碘水中的碘,進行該操作時,需在碘水中加一試劑,在選擇試劑時,下列性質(zhì)你認為哪些性質(zhì)是必需的:________(填序號)。
①常溫下為液態(tài) ②I2在其中溶解程度大 ③與水互不相容 ④密度要比水大。
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