【題目】近年科學(xué)家提出“綠色自由”構(gòu)想。把空氣中的CO2進(jìn)行轉(zhuǎn)化,并使之與H2反應(yīng)生成可再生能源甲醇。

1)工業(yè)生產(chǎn)中可利用H2還原CO2制備清潔能源甲醇。

①下列關(guān)于氫能的說(shuō)法正確的是____。

A.氫能是清潔能源 B.氫能是二次能源

C.氫能是不可再生能源 D.氣態(tài)氫能源更容易保存和運(yùn)輸

②已知COg)和H2g)的燃燒熱(△H)分別為-283.0kJmol-1、-285.8kJmol-1。COH2合成甲醇的能量變化如圖甲所示:

則用CO2g)和H2g)制備液態(tài)甲醇的熱化學(xué)方程式為____。

③將一定量的CO2H2充入到某恒容密閉容器中,測(cè)得在不同催化劑作用下,相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率與溫度的變化如圖乙所示:催化效果最好的是催化劑____(選填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。

2)利用CO和水蒸氣可生產(chǎn)H2,反應(yīng)的化學(xué)方程式:COg+H2OgCO2g+H2g)。將不同量的COg)和H2Og)分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng),得到三組數(shù)據(jù)如表所示:

溫度/

起始量

達(dá)到平衡

CO/mol

H2O/mol

H2/mol

CO轉(zhuǎn)化率

時(shí)間/min

650

4

2

1.6

10

900

3

2

5

900℃時(shí),達(dá)到平衡時(shí)的反應(yīng)速率vH2O=____。(保留2位小數(shù))。

3)科學(xué)家還研究了其他轉(zhuǎn)化溫室氣體的方法,利用如圖所示裝置可以將CO2轉(zhuǎn)化為氣體燃料CO。該裝置工作時(shí),N電極的電極反應(yīng)式為____。

【答案】AB CO2g+3H2g=CH3OHl+H2Ol)△H=-93.8kJmol-1 I 0.10molL-1min-1 CO2+2H++2e-═CO+H2O

【解析】

1)①A.氫氣的燃燒產(chǎn)物只有水,不會(huì)污染環(huán)境,是一種清潔能源,故A正確;

B. 氫氣在自然界中不能直接獲得,要通過(guò)電解水的方法獲得,因此氫能屬于二次能源,故B正確;

C. 氫氣燃燒的產(chǎn)物是水,在通過(guò)電解水產(chǎn)生氫氣,形成循環(huán),因此氫能可再生,故C錯(cuò)誤;

D. 由于氫氣難壓縮,且易燃燒,所以不易保存和運(yùn)輸,故D錯(cuò)誤。

答案選AB。

根據(jù)COg)和H2g)的燃燒熱(△H),可列熱化學(xué)方程式:

COg+O2g=CO2g△H=-283.0kJmol-1;

H2g+O2g=H2Ol△H=-285.8kJmol-1;

根據(jù)圖象曲線變化可寫(xiě)出熱化學(xué)方程式():COg+2H2g=CH3OHg△H=-510-419kJmol-1=-91kJmol-1。

根據(jù)蓋斯定律,利用(+-),可得熱化學(xué)方程式:CO2g+3H2g=CH3OHl+H2Ol△H=-93.8kJmol-1,

故答案為:CO2g+3H2g=CH3OHl+H2Ol△H=-93.8kJmol-1;

由圖象可知催化劑I的作用下,CO2的轉(zhuǎn)化率最高,即為催化效果最佳;故答案為:I

2900℃時(shí),結(jié)合CO的轉(zhuǎn)化率,根據(jù)三段式進(jìn)行有關(guān)數(shù)據(jù)處理:
COg+H2OgCO2g+H2g

起始/mol 3 2 0 0

轉(zhuǎn)化/mol 1 1 1 1

平衡/mol 2 1 1 1

vH2O==0.10molL-1min-1

故答案為:0.10molL-1min-1

3)根據(jù)裝置圖分析,M電極上H2O失去電子轉(zhuǎn)化為O2H+,N電極上CO2轉(zhuǎn)化為CO,過(guò)程為得電子反應(yīng),H+通過(guò)質(zhì)子交換膜參與反應(yīng)生成H2O,則N電極上發(fā)生的電極反應(yīng)為:CO2+2H++2e═CO+H2O,

故答案為:CO2++2e═CO+H2O。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某興趣小組在復(fù)習(xí)鐵的冶煉時(shí),在參考資料上發(fā)現(xiàn)以下一段文字:已知在不同的溫度下,一氧化碳與鐵的氧化物反應(yīng)能生成另一種鐵的氧化物(或鐵單質(zhì))和二氧化碳,他們不禁產(chǎn)生了疑問(wèn):一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成的黑色物質(zhì)真的是鐵粉嗎?于是他們進(jìn)行了以下探究:

[查閱資料]

資料一:鐵粉和四氧化三鐵粉末能被磁鐵吸引而氧化亞鐵(黑色)不能;

資料二:四氧化三鐵中鐵元素有+2、+3兩種化合價(jià),其化學(xué)式可用FeO·Fe2O3的形式表示。

[提出猜想]黑色物質(zhì)可能是四氧化三鐵、氧化亞鐵和鐵粉中的一種或幾種。

[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]興趣小組收集了一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成的黑色物質(zhì)進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

取少量黑色物質(zhì)用磁鐵吸引

黑色物質(zhì)全部被磁鐵吸引

取少量黑色物質(zhì)加入30%熱的鹽酸中

無(wú)氣泡、溶液顏色變?yōu)辄S綠色

取少量黑色物質(zhì)加入硫酸銅溶液中

無(wú)任何現(xiàn)象

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]

1)甲實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明黑色物質(zhì)中沒(méi)有_______,乙、丙實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明黑色物質(zhì)中沒(méi)有______;

2)生成的黑色物質(zhì)應(yīng)為四氧化三鐵;

3)寫(xiě)出黑色粉末和熱的鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式_______________________________

[拓展研究]

同學(xué)們對(duì)四氧化三鐵產(chǎn)生了興趣,從參考資料中找到氧化沉淀法生產(chǎn)復(fù)印用高檔四氧化三鐵粉的工藝流程簡(jiǎn)圖。

[生產(chǎn)流程]

[查閱資料]

資料一:硫酸亞鐵在不同溫度下的溶解度如下表所示:

溫度/

0

10

30

50

60

70

80

90

溶解度/g

14.0

17.0

25.0

33.0

35.3

33.0

30.5

27.0

資料二:氫氧化亞鐵受氧氣氧化反應(yīng)原理為4Fe(OH)22H2OO2===4Fe(OH)3

資料三:獲得四氧化三鐵的反應(yīng)原理為Fe(OH)22Fe(OH)3Fe3O44H2O

[問(wèn)題討論]

1)溶解時(shí),用50 ℃80 ℃的熱水目的是____________________________________。

2)寫(xiě)出加入適量氫氧化鈉溶液時(shí)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________

3)上述過(guò)程中,要控制通一定量空氣的目的是____________________________

4)要使四氧化三鐵的產(chǎn)率最高,則上述流程中產(chǎn)生的氫氧化亞鐵和氫氧化鐵的最佳質(zhì)量比為______________。

5)副產(chǎn)品P是硫酸鈉,由溶液N獲得該副產(chǎn)品的操作順序是b→_____→_____→d。_______

a.過(guò)濾

b.加熱濃縮

c.冷卻結(jié)晶

d.晶體加熱至完全失去結(jié)晶水

[組成確定]

為確定用以上方法制得的四氧化三鐵中可能含有的雜質(zhì),同學(xué)們又進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn)探究。

[查閱資料]

資料一:難溶性堿受熱時(shí)能分解產(chǎn)生金屬氧化物和水(反應(yīng)中各種元素的化合價(jià)不變)

資料二:氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)是隨溫度升高而逐步進(jìn)行的,先生成四氧化三鐵,再生成氧化亞鐵(黑色),最后生成鐵。

[提出猜想]

四氧化三鐵中可能含有的雜質(zhì)是氧化鐵和氧化亞鐵中的一種或兩種。

[實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)]

同學(xué)們稱(chēng)取了23.28 g該四氧化三鐵樣品進(jìn)行了下列實(shí)驗(yàn):

[實(shí)驗(yàn)分析]

因探究思路不同,興趣小組分成甲、乙兩小組。

甲組:

1)該組同學(xué)欲通過(guò)B裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量變化來(lái)計(jì)算確認(rèn)該四氧化三鐵樣品中的雜質(zhì),B中的最佳試劑是_________(填序號(hào))。

①澄清石灰水、跉溲趸c濃溶液 ③稀鹽酸 、芩

2)上述實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,一氧化碳?xì)怏w除作為反應(yīng)物外,還能起到的作用是:

①實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),排盡裝置中的空氣,防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸;

②停止加熱后,防止A中生成物被氧化,B中的溶液倒吸入A中;

_____________________________________________

3)乙組同學(xué)認(rèn)為B裝置反應(yīng)前后的質(zhì)量差會(huì)偏小而影響計(jì)算、分析,你認(rèn)為他們的理由是_______________________________________________。

乙組:

利用儀器測(cè)定并繪制成反應(yīng)過(guò)程中A裝置中玻璃管內(nèi)的固體質(zhì)量隨溫度的變化曲線(如圖)

1)寫(xiě)出BC段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式______________________________。

2)通過(guò)計(jì)算確定:該四氧化三鐵樣品中含有的雜質(zhì)是__________,其中含四氧化三鐵的質(zhì)量是____g。(不需要寫(xiě)過(guò)程)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】氮及其化合物的性質(zhì)是了解工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

A.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,5.6LNO5.6LO2充分混合后的分子數(shù)為0.5NA

B.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4L15NH3含有的質(zhì)子數(shù)為10NA

C.13.8gNO2與足量水反應(yīng),轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.2NA

D.常溫下,1L0.1mol·L1NH4NO3溶液中含有的氮原子數(shù)為0.2NA

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】已知可逆反應(yīng):,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1)在某溫度下,反應(yīng)物的起始濃度分別為:;達(dá)到平衡后,M的轉(zhuǎn)化率為,求此時(shí)N的轉(zhuǎn)化率____

2)若反應(yīng)溫度不變,反應(yīng)物的起始濃度分別為:,,達(dá)到平衡后,,求a的值____。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】短周期元素WX、Y、Z的原子序數(shù)依次增加。Mp、r是由這些元素組成的二元化合物,n是元素Z的單質(zhì),通常為黃綠色氣體,q的水溶液具有漂白性,0.01 mol·L1 r溶液的pH2s通常是難溶于水的混合物。上述物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是(

A.W、X組成的化合物只含有極性共價(jià)鍵

B.Y的氫化物常溫常壓下為液態(tài)

C.元素的非金屬性Z>X>Y

D.X的最高價(jià)氧化物的水化物為強(qiáng)酸

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】碳酸鈉、碳酸氫鈉和氯化鈉的固體混合物共4 g,把它們加強(qiáng)熱到質(zhì)量不再減輕為止,冷卻后稱(chēng)重為3.38 g。在殘余固體中加入過(guò)量的鹽酸,產(chǎn)生二氧化碳0.88 g;卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)固體質(zhì)量減輕了__________g,這是因?yàn)榘l(fā)生了反應(yīng)__________________________(寫(xiě)化學(xué)方程式),從化學(xué)方程式可計(jì)算出原混合物中碳酸氫鈉的質(zhì)量是__________g,加熱后新增加了碳酸鈉__________g。

(2)殘余固體中加入過(guò)量鹽酸的化學(xué)方程式為__________________,通過(guò)已知條件產(chǎn)生的二氧化碳為0.88 g”可以計(jì)算出參加反應(yīng)的碳酸鈉是____________g,因?yàn)槠渲杏?/span>____________g 碳酸鈉是加熱碳酸氫鈉產(chǎn)生的,故原混合物中含碳酸鈉____________g

(3)原混合物中含氯化鈉____________g。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】CH3OCH3(二甲醚)常用作有機(jī)合成的原料,也用作溶劑和麻醉劑。CO2H2合成CH3OCH3涉及的相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:

Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.1kJ·mol-1

Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5kJ·mol-1

Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2(g) ΔH3

Ⅳ.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH4

回答下列問(wèn)題:

ΔH4=__kJ·mol-1。

⑵體系自由能變ΔGH-TΔS,ΔG<0時(shí)反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行。反應(yīng)、的自由能變與溫度的關(guān)系如圖a所示,在298~998K下均能自發(fā)進(jìn)行的反應(yīng)為__(填“Ⅰ”“Ⅱ”“Ⅲ”)。

⑶在三個(gè)完全相同的恒容密閉容器中,起始時(shí)均通入3molH21molCO2,分別只發(fā)生反應(yīng)、、時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系如圖b所示。

①ΔH3__0(填“>”“<”)。

反應(yīng),若A點(diǎn)總壓強(qiáng)為pMPa,則A點(diǎn)時(shí)CO2的分壓為p(CO2)__pMPa(精確到0.01)。

B點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下, K__(填大于”“小于等于K)。

⑷向一體積為1L的密閉容器中通入H2CO2,只發(fā)生反應(yīng)。CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)、溫度及氫碳比m[m=]的關(guān)系分別如圖c和圖d所示。

c中壓強(qiáng)從大到小的順序?yàn)?/span>__,圖d中氫碳比m從大到小的順序?yàn)?/span>__

若在1L恒容密閉容器中充入0.2molCO20.6molH2,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則在此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=__(保留整數(shù))。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】(題文)海洋資源的利用具有廣闊前景。

(1)下圖是從海水中提取鎂的簡(jiǎn)單流程:

①?gòu)膽覞嵋褐袑?/span>Mg(OH)2分離出來(lái)的操作名稱(chēng)為_____________。

Mg(OH)2轉(zhuǎn)化為MgCl2的離子方程式是_____________

③由無(wú)水MgCl2制取Mg的化學(xué)方程式是_____________。

(2)海帶灰中富含以I形式存在的碘元素。實(shí)驗(yàn)室提取I2的途徑如下所示:

①灼燒所用儀器是下列中的哪一種_____________(填字母序號(hào))。

a. 蒸發(fā)皿 b. 坩堝 c. 燒杯

②向酸化的濾液中加入過(guò)氧化氫溶液,可將I氧化為I2,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:__________________________。

③上述反應(yīng)結(jié)束后,可加入萃取劑,采用萃取一分液的方法從碘水中提取碘。下列試劑中可以用于萃取碘單質(zhì)的是_____________(填字母序號(hào))。

a. 乙酸 b. 四氯化碳 c. 硝酸 d.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】常溫下,向10 mL 0.1 mol·L-1 NaCl溶液和10 mL 0.1 mol·L-1 K2CrO4溶液中分別滴加等物質(zhì)的量濃度的AgNO3溶液,滴加過(guò)程中有關(guān)物理量的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )

A.常溫下Ksp(AgCl)的數(shù)量級(jí)為10-9

B.c(Cl-)=c(CrO42-)的溶液中滴加AgNO3溶液,先得到Ag2CrO4沉淀

C.c點(diǎn)所示溶液中c(Ag+)≈1.3×10-5 mol·L-1

D.ab兩點(diǎn)存在沉淀的溶解平衡,而c點(diǎn)不在在此平衡

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同步練習(xí)冊(cè)答案