【題目】隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,二氧化碳污染的處理成為科學(xué)研究的重點(diǎn),回答下列問題:
I.有人提出利用H2還原CO2使其轉(zhuǎn)化為有機(jī)化工的主要原料乙烯。
(1)查閱資料:H2的燃燒熱為285.8kJ/mol,C2H4的燃燒熱為l41lkJ/mol,lmolH2O(1)轉(zhuǎn)化為H2O(g)需吸收44kJ的熱量。則反應(yīng)6H2(g)+2CO2(g) C2H4(g)+4H2O(g)
△H=___________kJ/mol。
(2)下圖是探究不同溫度對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率和催化劑的催化效率影響的示意圖。
①生產(chǎn)中通常選用的溫度最好是___________,理由是___________。
②圖中表示的化學(xué)平衡常數(shù):M___________N(填>、=、<)
③250℃時(shí),在2L密閉容器中分別充入6molH2和2 molCO2,到達(dá)平衡時(shí)體系中C2H4的體積分?jǐn)?shù)為___________。
Ⅱ.CO在一定條件下,能與H2合成二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。
(1)在1L的密閉容器中分別充入2.5molH2與 bmol CO2發(fā)生反應(yīng),在不同溫度下達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)測得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
①到達(dá)平衡時(shí)若升高溫度,則上述平衡___________方向移動(dòng)(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)。
②轉(zhuǎn)化率:x___________y(填>、=、<)
(2)新型高效的二甲醚燃料電池工作時(shí)總反應(yīng)式:CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O。
①該電池的負(fù)極是___________(填a或b),負(fù)極電極反應(yīng)式為___________;
②利用該電池冶鋁,若制得金屬鋁54g理論上消耗二甲醚___________g。
【答案】-127.8 250℃ 此時(shí)催化劑活性最高 > 7.7%或1/13 逆反應(yīng) > a CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+ 23
【解析】
I.(1)根據(jù)燃燒熱的概念和題意寫出熱化學(xué)方程式:H2(g)+0.5O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol①;C2H4(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g)△H=-1411.0kJ·mol-1②;H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ·mol-1③;利用蓋斯定律將①×6-②-③×4可得。
(2)①根據(jù)圖示催化劑的反應(yīng)活性和溫度對(duì)速率、平衡的影響綜合考慮:此時(shí)催化劑活性最高。
②升高溫度二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減低,則升溫平衡逆向移動(dòng),所以M點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)大于N點(diǎn);
③根據(jù)三段式計(jì)算;
Ⅱ.(1)①分析表格數(shù)據(jù),根據(jù)溫度對(duì)CO2的轉(zhuǎn)化率影響分析;
②由CO2起始物質(zhì)的量為1.25mol時(shí),溫度越高,CO2的轉(zhuǎn)化率越小,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故結(jié)合表格分析。
(2)①根據(jù)電子流動(dòng)方向和氫離子移動(dòng)方向可知,通入a的電極為負(fù)極;電極反應(yīng)為:CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+
②根據(jù)關(guān)系式4Al~12e-~CH3OCH3計(jì)算。
(1)根據(jù)H2(g)的燃燒熱為285.8kJ·mol-1,則其熱化學(xué)方程式為:H2(g)+0.5O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol①;CH2=CH2(g)的燃燒熱為1411.0kJ·mol-1,其熱化學(xué)方程式為:C2H4(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g)△H=-1411.0kJ·mol-1②;H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ·mol-1③;利用蓋斯定律將①×6-②-③×4可得:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H=-127.8kJ·mol-1。
(2)①如圖所示,化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快,催化劑的催化效率隨溫度升高先增大后降低,所以根據(jù)催化劑的反應(yīng)活性和溫度對(duì)速率、平衡的綜合影響角度,最好選擇250℃;
②升高溫度二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則升溫平衡逆向移動(dòng),所以M點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)大于N點(diǎn);
③在2L密閉容器中分別充入6 mol H2和2 mol CO2,由圖可知250℃時(shí),M點(diǎn)的二氧化碳轉(zhuǎn)化率50%,由方程式可得
6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)
起始量(mol·L-1) 3 1 0 0
變化量(mol·L-1) 1.5 0.5 0.25 1
平衡量(mol·L-1) 1.5 0.5 0.25 1
產(chǎn)物CH2=CH2的體積分?jǐn)?shù)= =7.7%
Ⅱ.(1)①分析表格可知,當(dāng)CO2起始物質(zhì)的量為1.25mol時(shí),溫度越低,CO2的轉(zhuǎn)化率越大,說明降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),故升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);
②由CO2起始物質(zhì)的量為1.25mol時(shí),溫度越高,CO2的轉(zhuǎn)化率越小,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故結(jié)合表格可知w<32,x>33;由于CO2(g)、H2(g)按物質(zhì)的量1:3反應(yīng),H2(g)物質(zhì)的量為2.5mol,CO2的物質(zhì)的量(b)越大,CO2的轉(zhuǎn)化率越小,則y<w,綜合上述分析可知x>33>32>w>y;
(2)①根據(jù)圖知交換膜是質(zhì)子交換膜,則電解質(zhì)溶液呈酸性,根據(jù)電子流動(dòng)方向和氫離子移動(dòng)方向可知,通入a的電極為負(fù)極、通入b的電極為正極,負(fù)極上二甲醚失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳,負(fù)極反應(yīng)式為 CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+;根據(jù)電子守恒,可以建立關(guān)系式4Al~12e-~CH3OCH3,由此可得若制得金屬鋁54g,理論上消耗甲醇23g。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】把5.1g鎂鋁合金的粉末放入過量的鹽酸中,得到5.6L H2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下).試計(jì)算:
(1)該合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)_______;
(2)該合金中鋁和鎂的物質(zhì)的量之比_______;
(3)若向反應(yīng)后的溶液中加入足量的NaOH溶液,最終能產(chǎn)生沉淀_______克?
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于有機(jī)化合物的說法正確的是
A. (CH3)3C-CH=CH2與氫氣完全反應(yīng)后,生成2,2,3-三甲基戊烷
B. 工業(yè)上由乙烯制乙醇、苯制環(huán)己烷均屬于加成反應(yīng)
C. C5H11Cl的同分異構(gòu)體有3種
D. 分子中所有碳原子一定在同一平面上
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】釩是人體必需的微量元素,能預(yù)防突發(fā)性心臟病等疾病,常見化合價(jià)有+2、+3、+4和+5。實(shí)驗(yàn)室模擬工業(yè)生產(chǎn)制備V2(CO3)3的步驟如下:
①取18.20gV2O5放入水中攪拌形成懸濁液,通入二氧化硫充分反應(yīng)可得V2(SO4)3溶液。
②將V2(SO4)3溶液與足量的碳酸鈉溶液混合,充分反應(yīng)后過濾洗滌、干燥,得V2(CO3)3固體22.56g。
已知:+5價(jià)Ⅴ具有氧化性,+3價(jià)V具有還原性,易被氧氣氧化。
回答下列問題:
(1)實(shí)驗(yàn)室用Na2SO3固體和H2SO4(濃)制取SO2,可選用的發(fā)生裝置是___________(填A或B),若利用下述裝置制取并收集干燥的SO2,連接順序?yàn)閍→___________→___________→___________→___________→f。
(2)步驟①實(shí)驗(yàn)裝置如下:
①圖中利用水浴處理的優(yōu)點(diǎn)是___________,裝置C中長頸漏斗的作用是___________。
②通入二氧化硫前和實(shí)驗(yàn)結(jié)束后都要通入N2,目的是___________。
③寫出儀器D中反應(yīng)的離子方程式___________。
(3)步驟②中洗滌操作后,證明已經(jīng)洗凈的操作是___________,本實(shí)驗(yàn)中的產(chǎn)率為___________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將一定質(zhì)量的鎂鋁混合物投入200 mL硫酸中,固體全部溶解后,向所得溶液中加入5 mol/L的NaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n與加入NaOH溶液的體積V的變化如圖所示。
(1)加入NaOH 0~ 20mL 時(shí)發(fā)生反應(yīng)離子方程式___________________,
加入NaOH 20~ 200mL 時(shí)發(fā)生反應(yīng)離子方程式___________________,
加入NaOH 200~ 240mL 時(shí)發(fā)生反應(yīng)離子方程式___________________,
(2)鎂和鋁的總質(zhì)量為________g
(3)硫酸的物質(zhì)的量濃度為___________ mol/L
(4)生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為__________L
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】簡單原子的原子結(jié)構(gòu)可用下圖形象地表示:
其中●表示質(zhì)子或電子,○表示中子,則下列有關(guān)①②③的敘述正確的組合是( )
a.①②③互為同位素 b.①②③互為同素異形體
c.①②③是三種化學(xué)性質(zhì)不同的粒子 d.①②③具有相同的質(zhì)量數(shù)
e.①②③具有相同的質(zhì)量 f.①②③是三種不同的原子
A. a、fB. d、eC. b、cD. e、f
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對(duì)于反應(yīng)A (g)+ 3B(g) =2C(g) + 2D(g),下列數(shù)據(jù)表示反應(yīng)進(jìn)行得最快的是( )
A. v(A)=0.7mol/(L·s)B. v (B) =1.8mol/(L· s)
C. v (C)=1mol/(L·s)D. v (D) =1.6mol/(L·min)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】常溫時(shí),改變飽和氯水的pH,得到部分含氯微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與pH的關(guān)系如圖所示。下列敘述不正確的是
A. 該溫度下,HClOH++ClO-的電離常數(shù)Ka的對(duì)值lgKa= -7.54
B. 氯水中的Cl2、ClO-、HClO均能與KI發(fā)生反應(yīng)
C. pH=1的氯水中,c(Cl2)>c(Cl3-)>c(HClO)>c(ClO-)
D. 已知常溫下反應(yīng)Cl2(aq)+Cl-(aq)Cl3-(aq)的K=0.191,當(dāng)pH增大時(shí),K減小
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