【題目】CO2 的資源化利用能有效減少 CO2 排放,充分利用碳資源。
⑴在海洋碳循環(huán)中,通過如圖所示的途徑固碳。
①寫出鈣化作用的離子方程式_____。
②同位素示蹤法證實光合作用釋放出的O2 只來自于H2O。用18O標(biāo)記物質(zhì)的光合作用的化學(xué)方程式如下,將其補充完整:
______________+________________
⑵電解法轉(zhuǎn)化 CO2 可實現(xiàn) CO2 資源化利用。電解 CO2 制 HCOOK 的原理示意圖如下。
①陰極的電極反應(yīng)式為_____。
②電解一段時間后,陽極區(qū)KHCO3 濃度下降,原因是______________________________________。
⑶CO2 催化加氫合成二甲醚是一種 CO2 轉(zhuǎn)化方法,其過程中主要發(fā)生下列反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g) + H2(g) === CO(g) + H2O(g) ΔH = +41.2 kJ·mol1
反應(yīng)Ⅱ:2CO2(g) + 6H2(g) === CH3OCH3(g) + 3H2O(g) ΔH = 122.5 kJ·mol1
在恒壓、CO2 和H2 的起始量一定的條件下,CO2 平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時 CH3OCH3 的選擇性隨溫度的變化如圖。
CH3OCH3 的選擇性 =2CH3OCH3的物質(zhì)的量反應(yīng)的CO2的物質(zhì)的量×100%
①溫度高于300 ℃時,CO2 平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是____________。
②220℃時,在催化劑作用下 CO2 與H2 反應(yīng)一段時間后,測得 CH3OCH3 的選擇性為48%(圖中 A 點)。反應(yīng)時間和溫度不變,提高 CH3OCH3 選擇性的措施有_________________。
A.增大壓強 B. 使用對反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑 C. 及時移走產(chǎn)物
【答案】Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3 ↓+ CO2↑+ H2O xCO2 2xH2O CO2 + 2e- + H2O =HCOO- + OH- 氫氧根與碳酸氫根反應(yīng)生成碳酸根和水 反應(yīng)Ⅰ是吸熱反應(yīng),反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動即正向移動,反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動即逆向移動,升高溫度,對反應(yīng)Ⅱ的影響大于反應(yīng)Ⅰ,因此CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升 ABC
【解析】
⑴①鈣化作用是鈣離子和碳酸氫根反應(yīng)生成碳酸鈣、二氧化碳和水;②根據(jù)質(zhì)量守恒配平反應(yīng)。
⑵①電解 CO2 制 HCOOK,化合價降低,在陰極反應(yīng);②分析陰極產(chǎn)物與碳酸氫根反應(yīng)。
⑶①根據(jù)圖中信息,溫度高于300℃時,分析兩個反應(yīng)在改變溫度時平衡移動誰占主要;②根據(jù)平衡移動原理及存在兩個競爭的反應(yīng)來分析提高CH3OCH3選擇性的措施。
⑴①鈣化作用是鈣離子和碳酸氫根反應(yīng)生成碳酸鈣、二氧化碳和水,其離子方程式Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3 ↓+ CO2↑+ H2O;故答案為:Ca2+ + 2HCO3- = CaCO3 ↓+ CO2↑+ H2O。
②同位素示蹤法證實光合作用釋放出的O2只來自于H2O,根據(jù)質(zhì)量守恒得到化學(xué)方程式xCO2 + 2xH2O;故答案為:xCO2 ;2xH2O。
⑵①電解 CO2 制 HCOOK,化合價降低,在陰極反應(yīng),因此陰極的電極反應(yīng)式為CO2 + 2e- + H2O =HCOO- + OH-;故答案為:CO2 + 2e- + H2O =HCOO- + OH-。
②陰極生成氫氧根,氫氧根與碳酸氫根反應(yīng)生成碳酸根和水,因此電解一段時間后,陽極區(qū)KHCO3 濃度下降;故答案為:氫氧根與碳酸氫根反應(yīng)生成碳酸根和水。
⑶①根據(jù)圖中信息,溫度高于300℃時,CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是反應(yīng)Ⅰ是吸熱反應(yīng),反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動即正向移動,反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動即逆向移動,升高溫度,對反應(yīng)Ⅱ的影響大于反應(yīng)Ⅰ,因此CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升;故答案為:反應(yīng)Ⅰ是吸熱反應(yīng),反應(yīng)向吸熱反應(yīng)方向移動即正向移動,反應(yīng)Ⅱ是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向吸熱反應(yīng)方向移動即逆向移動,升高溫度,對反應(yīng)Ⅱ的影響大于反應(yīng)Ⅰ,因此CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升。
②A. 反應(yīng)Ⅱ是體積減小的反應(yīng),而反應(yīng)Ⅰ是等體積反應(yīng),增大壓強,反應(yīng)Ⅱ平衡正向移動,提高CH3OCH3選擇性;B. 反應(yīng)存在兩個競爭的反應(yīng),因此使用對反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑來提高CH3OCH3選擇性;C. 及時移走產(chǎn)物CH3OCH3,能使得反應(yīng)Ⅱ不斷正向反應(yīng),增加CH3OCH3選擇性;綜上所述,答案為ABC。
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【題目】硅及其化合物是重要的材料,應(yīng)用范圍很廣。請回答下列問題:
(1)制備硅半導(dǎo)體材料必須先得到高純硅,三氯甲硅烷(SiHCl3)還原法是當(dāng)前制備高純硅的主要方法,生產(chǎn)過程示意圖如下:
①用石英砂和焦炭高溫加熱時有碳化硅生成,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。
②寫出由純SiHCl3制備高純硅的化學(xué)反應(yīng)方程式:________________。
③SiHCl3遇水劇烈反應(yīng)生成H2SiO3、HCl和另一種物質(zhì),寫出并配平該化學(xué)反應(yīng)方程式:________________。
(2)水泥屬于硅酸鹽工業(yè)產(chǎn)品,是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分為CaO、SiO2,并含有一定量的鐵、鋁和鎂等金屬的氧化物。實驗室測定水泥樣品中鈣含量的過程如圖所示:
回答下列問題:
①在分解水泥樣品過程中,以鹽酸為溶劑,氯化銨為助溶劑,還需加入幾滴硝酸。加入硝酸的目的是_______________,還可使用_________代替硝酸。
②沉淀A的主要成分是__________,其不溶于強酸但可與一種弱酸反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。
③加氨水過程中加熱的目的是_______。沉淀B的主要成分為________、_______(寫化學(xué)式)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一氧化碳甲烷化反應(yīng)為:CO(g) + 3H2(g) = CH4(g) + H2O(g)。下圖是使用某種催化劑時轉(zhuǎn)化過程中的能量變化(部分物質(zhì)省略)。
下列說法不正確的是
A.步驟①只有非極性鍵斷裂
B.步驟②的原子利用率為 100%
C.過渡態(tài)Ⅱ能量最高,因此其對應(yīng)的步驟③反應(yīng)速率最慢
D.該方法可以清除劇毒氣體CO,從而保護(hù)環(huán)境
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】200mL 1molL—1的氯化鋁溶液中加入一定體積的2molL—1的NaOH溶液,最終產(chǎn)生7.8g沉淀,則加入的NaOH溶液的體積可能為
①350mL ②90mL ③150mL ④200mL
A. 只有① B. ①③ C. ②④ D. ②③
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【題目】反應(yīng) 2SiHCl3(g) SiH2Cl2(g) + SiCl4(g)在催化劑作用下,于 323 K 和 343 K 時充分反應(yīng),SiHCl3 的轉(zhuǎn)化率隨時間變化的結(jié)果如圖所示:
下列說法不正確的是
A.343 K 時反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率為 22%
B.a、b 處反應(yīng)速率大。va>vb
C.要提高 SiHCl3 轉(zhuǎn)化率,可采取的措施是降溫和及時移去反應(yīng)產(chǎn)物
D.已知反應(yīng)速率 ,k正、k逆分別為正、逆反應(yīng)速率常數(shù),x為物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),則 343 K 時
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【題目】現(xiàn)有14.4 g CO和CO2的混合氣體,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下所占的體積約為8.96 L。將混合氣體依次通過如圖裝置,最后收集在氣球中。下列結(jié)論不正確的是( )
A.原混合氣體所含氧原子總數(shù)為0.6 NA(用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值)
B.標(biāo)況下氣球中收集到的氣體體積為4.48L
C.原混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為32g/mol
D.原混合氣體CO和CO2的體積比為1:1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氨氣是極易溶于水的氣體,常溫常壓下,1體積水大約能溶解700體積的氨氣。
(1)實驗室可在濃氨水中加入固體NaOH快速制取氨氣,請用化學(xué)平衡移動原理簡述原因_______________________________________________________________。
(2)甲、乙兩瓶氨水的濃度分別為1mol·L-1和0.1mol·L-1,則甲、乙兩瓶氨水中c(OH-)之比________(填“>”、“<”或“=”)10。
(3)向10mL0.1 mol/L的氨水中逐滴加入20mL 0.1 mol/L的醋酸,溶液導(dǎo)電性的變化是__________________(填“增大”、“減小”或“不變”)。寫出二者反應(yīng)的離子方程式:_______________________________________________。
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【題目】下列物質(zhì)制取的化學(xué)方程式中,不屬于氧化還原反應(yīng)的是( )
A.實驗室制取氫氣:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
B.實驗室制取二氧化碳:CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
C.實驗室制取氯氣:MnO2+4HCl(濃)MnCl2+2H2O+Cl2↑
D.工業(yè)上制取二氧化氯:2NaClO3+4HCl(濃)=2NaCl+2H2O+2ClO2↑+Cl2↑
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【題目】科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)納米TiO2的混凝土可以適度消除汽車尾氣中的氮氧化物,其原理如下。下列關(guān)于“消除”過程的敘述錯誤的是( )
A.納米TiO2作催化劑,NOx消除效率更高
B.NOx消除總反應(yīng)為:4NOx+(5-2x)O2+2H2O4HNO3
C.1mol羥基(-OH)比1molO2少8NA個電子(NA為阿伏加德羅常數(shù))
D.納米TiO2屬于膠體,能產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象
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