【題目】隨著科學技術的發(fā)展和環(huán)保要求不斷提高,CO2的捕集利用技術成為研究的重點。

Ⅰ.工業(yè)上使用的捕碳劑有NH3和(NH4)2CO3,它們與CO2可發(fā)生如下可逆反應:

NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH1

2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH2

(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3

ΔH3_________________(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)。

Ⅱ.目前國際空間站處理CO2的一個重要方法是將CO2還原,所涉及的化學反應方程式為CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),已知:H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加。

1)該反應的ΔS________0(填“>”“<”或“=”),該反應的ΔH________0(填“>”或“<”)。

2)在恒容密閉容器中通入等物質的量的CO2H2并發(fā)生上述反應,T ℃下,CO2物質的量濃度c(CO2)隨時間t變化的曲線如圖所示。下列能說明反應達到平衡狀態(tài)的是________(填字母代號)。

A.體系壓強保持不變

B.混合氣體密度保持不變

C.甲烷和水蒸氣的物質的量之比保持不變

DH2的質量分數(shù)保持不變

3T℃下,反應前20 s的平均反應速率v(H2)=______________(用含a、b的代數(shù)式表示)。

4T℃下,該反應的平衡常數(shù)K_________________________(用含a、b的代數(shù)式表示)。

5)若降低溫度,反應重新達到平衡,則v(正)________;CO2轉化率________(填“增大”“減小”或“不變”)。

Ⅲ.工業(yè)上常用高濃度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用電解法使K2CO3溶液再生,其裝置示意圖如圖所示:

1)在陽極區(qū)發(fā)生的反應包括___________________________________HHCO3=CO2↑+H2O。

2)簡述CO32在陰極區(qū)再生的原理:____________________________

3NH3·BH33H2O2=NH4BO24H2O。下列說法正確的是___________。

A.電流從左側電極經(jīng)過負載后流向右側電極

BBO2通過質子交換膜向正極移動

C.負極附近溶液pH增大

D.正極的反應式為3H2O26H6e=6H2O

【答案】2ΔH1ΔH2 AD mol/(L·s) 減小 增大 4OH4e=2H2OO2↑或2H2O4e=4HO2 陰極H放電產(chǎn)生H2,OH濃度變大并與HCO3反應使CO32再生 D

【解析】

I.①NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH1

2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH2

③(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3

利用蓋斯定律計算①×2-②得到(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH32ΔH1ΔH2;

Ⅱ.(1)該反應正反應方向氣體分子數(shù)減少,則ΔS0,已知H2的體積分數(shù)隨溫度的升高而增加,說明溫度升高,平衡逆向移動,正反應方向為放熱反應,則ΔH0

2A.該反應前后氣體分子數(shù)不等,反應過程中體系壓強發(fā)生變化,當體系壓強不變時,說明反應達到平衡狀態(tài),故A正確;

B.反應前后氣體總質量不變,容器體積不變,氣體密度始終不變,不能說明反應達到平衡狀態(tài),故B錯誤;

C.從反應開始到平衡,甲烷和水蒸氣的物質的量之比均為1:2,始終不變,不能說明反應達到平衡狀態(tài),故C錯誤;

D.H2的質量分數(shù)保持不變,說明正逆反應速率相等,反應達到平衡狀態(tài),故D錯誤;

故答案選:AD

3)由圖1可知:反應前20CO2的物質的量濃度減少(a-bmol/L,則H2物質的量濃度減少4a-bmol/L,平均速率mol/(L·s);

4)起始時通入等物質的量的CO2H2,二者的起始濃度相等,均為a mol/L,減少的濃度分別為(a-b) mol/L4(a-b) mol/L,平衡濃度分別為b mol/L、(4b-3amol/LCH4和水蒸氣的平衡濃度分別為(a-b) mol/L2(a-b) mol/L,該反應的平衡常數(shù);

5)降低溫度,v(正)減小,平衡正向移動,CO2轉化率增大;

Ⅲ.(1)由圖2可知:陽極區(qū)OH-失電子生成O2,電極反應式為;

2)陰極的電極反應為,c(H+)減小,電離平衡正向移動,可以使CO32-再生;

3)由反應NH3·BH33H2O2=NH4BO24H2O可知H2O2中氧元素化合價下降發(fā)生還原反應,為原電池的正極,NH3·BH3B元素化合價升高,發(fā)生氧化反應,為原電池的負極。

A. 電流從正極流向負極,即從右側電極經(jīng)過負載后流向左側電極,故A錯誤;

B. 放電時,陰離子向負極移動,所以BO2通過質子交換膜向負極移動,故B錯誤;

C. NH3BH3為負極失電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為,所以負極附近溶液pH減小,故C錯誤;

D. 右側H2O2為正極得到電子發(fā)生還原反應,電極反應式為,故D正確;

故答案選:D。

練習冊系列答案
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【題目】已知AB、CDE都是周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)A<B<C<D<E。其中A、B、C是同一周期的非金屬元素。AC2是非極性分子。B、C的氫化物的沸點比它們同族相鄰周期元素氫化物的沸點高。E的原子序數(shù)為24,ECl3能與B、C的氫化物形成六配位的配合物,且兩種配體的物質的量之比為2:1,三個氯離子在外界。根據(jù)以上情況,回答下列問題:(答題時,A、B、C、D、E用所對應的元素符號表示)

(1)A、B、C的第一電離能由小到大的順序為_________;

(2)B的氫化物的分子立體構型是_____;其中心原子采取_______雜化。

(3)寫出化合物AC2的電子式為_______;一種由BC組成的化合物與AC2互為等電子體,其化學式為______

(4)E的核外電子排布式是______,ECl3形成的配合物的化學式為_____

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【題目】NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值。下列敘述正確的是(

A.22.4L乙烯中C-H鍵數(shù)為4NA

B.1.5g甲基中電子數(shù)為1.0NA

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2)基態(tài)Si原子中,電子占據(jù)的最高能層符號_____,該能層具有的原子軌道數(shù)為_____;鋁元素的原子核外共有_____種不同運動狀態(tài)的電子、_____種不同能級的電子。

3)處于一定空間運動狀態(tài)的電子在原子核外出現(xiàn)的概率密度分布可用_____形象化描述。在基態(tài)14C原子中,核外存在_____對自旋相反的電子。

4)中國古代四大發(fā)明之一——黑火藥,它的爆炸反應為:2KNO33CSK2SN23CO2,除S外,上述元素的電負性從大到小依次為_____,第一電離能從大到小依次為_____。

5)有以下物質:①HF,②Cl2,③H2O,④N2,⑤C2H4,⑥CH4,⑦H2,⑧H2O2,⑨HCN(H—C≡N),⑩Ar,既有σ鍵又有π鍵的是______;含有由兩個原子的s軌道重疊形成的σ鍵的是______;不存在化學鍵的是______。

6)在BF3分子中,F—B—F的鍵角是______,硼原子的雜化軌道類型為______,BF3和過量NaF作用可生成NaBF4BF4-的立體構型為______。

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【題目】(Ga)、鍺(Ge)、硅(Si)、硒(Se)的單質及某些化合物如砷化鎵、磷化鎵等都是常用的半導體材料,應用于航空航天測控、光纖通訊等領域。回答下列問題:

(1)硒常用作光敏材料,基態(tài)硒原子的核外電子排布式為[Ar]_______;與硒同周期的p區(qū)元素中第一電離能大于硒的元素有_____種;SeO3的空間構型是_______。

(2)根據(jù)元素周期律,原子半徑Ga ___As,第一電離能Ga _____As。(填“大于”或“小于”)

(3)水晶的主要成分是二氧化硅,在水晶中硅原子的配位數(shù)是______,硅與氫結合能形成一系列的二元化合物SiH4、Si2H6等,與氯、溴結合能形成SiCl4 、SiBr4,上述四種物質的沸點由高到低的順序為__________,丁硅烯(Si4H8)中σ鍵與π鍵個數(shù)之比為___。

(4)GaNGaP、GaAs都是很好的半導體材料,晶體類型與晶體硅類似,熔點如下表所示,分析其變化原因___。

(5)GaN晶體結構如圖所示。已知六棱柱底邊邊長為a cm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA

①晶體中Ga原子采用六方最密堆積方式,每個Ga原子周圍距離最近的Ga原子數(shù)目為_____。

②從GaN晶體中“分割”出的平行六面體如圖所示。若該平行六面體的體積為cm3,GaN晶體的密度為____g/cm3(a、NA表示)。

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A.一定共平面的 C 原子有 9

B.苯環(huán)上的一氯代物有 2

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【題目】分子式為的有機物是苯環(huán)上一個原子被取代后得到的物質,下列判斷錯誤的是(

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A. 該烯烴的分子式為C5H4

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