【題目】“一帶一路”為中國化工企業(yè)開辟了新的國際市場(chǎng),而能源、資源整合及環(huán)境治理是保駕護(hù)航的基礎(chǔ)。
Ⅰ.在能源領(lǐng)域,科學(xué)家提出“綠色自由“”構(gòu)想: 把含有大量CO2的空氣吹入K2CO3溶液中,再把CO2從溶液中提取出來,并使之與H2反應(yīng)生成可再生能源甲醇。其工藝流程如下圖所示:
(1)在合成塔中,若有4400gCO2與足量H2完企反應(yīng),生成氣態(tài)的H2O和氣態(tài)甲醇,可放出5370kJ的熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式__________。
(2)一定條件下,向2L恒容密閉容器中充入1molCO2和3molH2,在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、反應(yīng)Ⅱ與反應(yīng)Ⅲ,相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如下圖所示:
①催化劑效果最佳的反應(yīng)是__________(填“反應(yīng)I”,“反應(yīng)II”,“反應(yīng)III”)。
②b點(diǎn)v (正)______ v (逆)(填 “>”, “<”, “=”)。
③c點(diǎn)時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K =_________。(寫單位)
Ⅱ.環(huán)境治理中,安裝汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化器的反應(yīng)是:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)ΔH<0
(3)溫度升高K值_______(填“增大”或“減小”)
(4)若反應(yīng)在恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________。
(5)下列所示裝置可以在吸收SO2的同時(shí),用陰極排出的溶液吸收NO2,(電極均為惰性電極)
a極為______極(填“陰”、“陽”),b極的電極反應(yīng)式為_________,結(jié)合電極反應(yīng)式簡述該裝置能吸收SO2的原理:__________。
【答案】 CO2(g)+ 3H2(g) H2O(g)+ CH3OH(g) ΔH=- 53.7kJ/mol 反應(yīng)I > K=16/3(L/mol)2 減小 bd 陽 2HSO3-+2e-+2H+= S2O42-+2H2O SO2在a極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式: SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-,H+通過陽離子交換膜進(jìn)入b極室
【解析】I. (1). 1mol二氧化碳反應(yīng)時(shí)放出的熱量為:5370kJ×=53.7kJ,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+ 3H2(g) H2O(g)+ CH3OH(g) ΔH=-53.7kJ/mol,故答案為:CO2(g)+ 3H2(g) H2O(g)+ CH3OH(g) ΔH=-53.7kJ/mol;
(2). ①. 據(jù)圖可知,反應(yīng)I在較低溫度T3時(shí)CO2就達(dá)到了80%的轉(zhuǎn)化率,則催化劑效果最佳的是反應(yīng)I,故答案為:反應(yīng)I;
②. T3時(shí)的b點(diǎn),反應(yīng)尚未達(dá)到最大限度,則v (正)>v (逆),故答案為:>;
③. c點(diǎn)時(shí),根據(jù)三段式法有:
CO2(g)+ 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)
起始濃度(mol/L) 0.5 1.5 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L)0.5× 1.5× 0.5× 0.5×
平衡濃度(mol/L)0.5× 1.5× 0.5× 0.5×
在溫度為T5時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K== = (L/mol)2,故答案為:K= (L/mol)2;
II. (3). 該反應(yīng)的ΔH<0,為放熱反應(yīng),溫度升高,平衡逆向移動(dòng),K值減小,故答案為:減;
(4). a. t1時(shí)刻正反應(yīng)速率最大,之后隨反應(yīng)的進(jìn)行正反應(yīng)速率減小,說明t1時(shí)刻未達(dá)到平衡狀態(tài),故a錯(cuò)誤;b. 該反應(yīng)正向?yàn)闅怏w減少的反應(yīng),隨著反應(yīng)的進(jìn)行,體逐漸減少,壓強(qiáng)逐漸減小,t1時(shí)刻壓強(qiáng)不再改變,說明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài),故b正確;c. t1時(shí)刻時(shí)CO2和CO的物質(zhì)的量相等,但t1時(shí)刻后,二者的物質(zhì)的量發(fā)生變化,說明t1時(shí)刻未達(dá)到平衡狀態(tài),故c錯(cuò)誤;d. 隨著反應(yīng)的進(jìn)行,NO質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸減小,t1時(shí)刻不再改變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故d正確;答案為:bd;
(5). 因陽極發(fā)生氧化反應(yīng),則陽極上發(fā)生的是二氧化硫被氧化為硫酸根離子的反應(yīng),所以a為陽極,陽極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為:SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-,b為陰極,在陰極上,亞硫酸氫根離子得電子生成S2O42-,電極反應(yīng)式為:2HSO3-+2e-+2H+= S2O42-+2H2O,根據(jù)上述分析可知,SO2在a極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為SO2-2e-+2H2O=4H++SO42-,H+通過陽離子交換膜進(jìn)入b極室參與陰極反應(yīng),故答案為: 陽;2HSO3-+2e-+2H+= S2O42-+2H2O;SO2在a極發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式:SO2-2e-+2H2O=4H++ SO42-,H+通過陽離子交換膜進(jìn)入b極室。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】關(guān)于氨的下列敘述中,不正確的是( )
A.液氨是純凈物
B.實(shí)驗(yàn)室制氨氣的方法是加熱NH4Cl
C.氨易液化,因此可用來作制冷劑
D.氨極易溶于水,因此可用來作噴泉實(shí)驗(yàn)
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【題目】某溫度下在2L密閉容器中加入一定量A,發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng):2A(g)═B(g)+C(g);△H=﹣48.25kJmol﹣1反應(yīng)過程中B、A的濃度比與時(shí)間t有如圖所示關(guān)系,若測(cè)得第15min時(shí)c(B)=1.6molL﹣1 , 下列結(jié)論正確的是( 。
A.該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)為3.2
B.A的初始物質(zhì)的量為4 mol
C.反應(yīng)到達(dá)平衡時(shí),放出的熱量是193kJ
D.反應(yīng)達(dá)平衡時(shí),A的轉(zhuǎn)化率為80%
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【題目】硅及其化合物在材料領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。下列敘述正確的是( )
A.晶體硅可做光導(dǎo)纖維
B.SiO2 可與水反應(yīng)制備硅膠
C.玻璃、水泥、陶瓷都是硅酸鹽產(chǎn)品
D.SiO2 與 NaOH 和 HF 均可反應(yīng),屬于兩性氧化物
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【題目】對(duì)食物的酸、堿性判斷正確的是( 。
A.西瓜是酸性食物
B.豬肉、牛肉是堿性食物
C.巧克力、奶油是酸性食物
D.大米、面粉是堿性食物
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【題目】下列關(guān)于細(xì)胞中蛋白質(zhì)的生理作用的說法,錯(cuò)誤的是 ( )
A.構(gòu)成染色體 B.組成多數(shù)酶
C.調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝 D.組成維生素
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【題目】對(duì)于可逆反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,下列各項(xiàng)對(duì)示意圖的解釋與圖象相符的是( )
A.①壓強(qiáng)對(duì)反應(yīng)的影響(p2>p1)
B.②溫度對(duì)反應(yīng)的影響
C.③平衡體系增加N2對(duì)反應(yīng)的影響
D.④催化劑對(duì)反應(yīng)的影響
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