【題目】CO2是一種廉價的碳資源,其綜合利用具有重要意義。CO2 可以被NaOH溶液捕獲,其基本過程如下圖所示(部分條件及物質(zhì)未標(biāo)出)。

1)下列有關(guān)該方法的敘述中正確的是______。

a.能耗大是該方法的一大缺點(diǎn)

b.整個過程中,只有一種物質(zhì)可以循環(huán)利用

c反應(yīng)分離環(huán)節(jié)中,分離物質(zhì)的基本操作是蒸發(fā)結(jié)晶、過濾

d.該方法可減少碳排放,捕捉到的 CO2還可用來制備各種化工產(chǎn)品

2)若所得溶液 pH=13,CO2 主要轉(zhuǎn)化為______(寫離子符號)。已知 CS2 CO2分子結(jié)構(gòu)相似, CS2的電子式是______,CS2熔點(diǎn)高于 CO2,其原因是______

3CO2 CH4 經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4g+CO2g→2COg+2H2g-120kJ,補(bǔ)全下圖中 CO2 CH4 催化重整反應(yīng)的能量變化示意圖(即,注明生成物能量的大致位置及反應(yīng)熱效應(yīng)數(shù)值)_______________

4)常溫下,在 2L 密閉容器中,下列能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______。

a.每消耗 16gCH4 的同時生成 4gH2

b.容器中氣體的壓強(qiáng)不再改變

c.混和氣體的平均相對分子質(zhì)量不發(fā)生改變

d.容器中氣體的密度不再改變

反應(yīng)進(jìn)行到 10 min 時,CO2 的質(zhì)量減少了 8.8 g,則 010 min 內(nèi)一氧化碳的反應(yīng)速率是______

5)按一定體積比加入 CH4 CO2,在恒壓下發(fā)生反應(yīng),溫度對 CO H2 產(chǎn)率的影響如圖所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為 900℃的原因是______。

【答案】ad CS2CO2都為分子晶體,CS2的相對分子質(zhì)量大,CS2分子間作用力較大,所以CS2熔點(diǎn)高于CO2 bc 0.02mol/(Lmin) 900℃時合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,且升高溫度耗能較大,經(jīng)濟(jì)效益降低,溫度低時合成氣產(chǎn)率降低且反應(yīng)速率降低

【解析】

1)流程為:用燒堿來吸二氧化碳發(fā)生在捕捉室,生成碳酸鈉與氧化鈣作用發(fā)生在分離室,同時又生成燒堿,碳酸鈣高溫分解生成氧化鈣和二氧化碳發(fā)生在高溫爐,有兩種物質(zhì)CaONaOH循環(huán),反應(yīng)分離環(huán)節(jié)中,應(yīng)該是先過濾,據(jù)此分析解答;

2)強(qiáng)堿溶液中CO2轉(zhuǎn)化為Na2CO3;CO2是直線型分子,含有兩個C=O雙鍵,CS2CO2分子結(jié)構(gòu)相似,所以CS2也是直線型分子,含有兩個C=S雙鍵,據(jù)此寫出電子式;CS2CO2分子結(jié)構(gòu)相似,都是分子晶體,結(jié)合分子間作用力分析CS2熔點(diǎn)高于CO2

3CO2CH4經(jīng)催化重整反應(yīng)為CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)-120kJ,即1molCH4(g)+1molCO2(g)總能量比2molCO(g)+2molH2(g)總能量小120kJ,或2molCO(g)+2molH2(g)總能量比1molCH4(g)+1molCO2(g)總能量高120kJ,據(jù)此作圖;

4)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時,正逆反應(yīng)速率相等,各物質(zhì)的濃度、百分含量不變,以及由此衍生的一些量也不發(fā)生變化,解題時要注意,選擇判斷的物理量,隨著反應(yīng)的進(jìn)行發(fā)生變化,當(dāng)該物理量由變化到定值時,說明可逆反應(yīng)到達(dá)平衡狀態(tài),據(jù)此分析判斷;

根據(jù)v=計(jì)算v(CO2),再根據(jù)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)CO、CO2的計(jì)量關(guān)系計(jì)算v(CO)

5)結(jié)合圖象中溫度對COH2產(chǎn)率的影響及COH2產(chǎn)率相對較高時的反應(yīng)條件分析解答。

1a、由于高溫反應(yīng)爐中高溫分解碳酸鈣,需要的耗能高,此為該工藝流程的一大缺點(diǎn),故a正確;

b、由流程可知,反應(yīng)分離的氫氧化鈉用于捕捉室反應(yīng),高溫反應(yīng)爐生成的CaO用于反應(yīng)分離中生成碳酸鈣和氫氧化鈉,所以有CaONaOH循環(huán)使用,故b錯誤;

c、反應(yīng)分離環(huán)節(jié)中,分離的物質(zhì)為碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉溶液,可用過濾法分離,故c錯誤;

d、該分離過程涉及分離、提純并利用CO2,可以減少碳的排放,捕捉到的CO2還可用來制備其他化工產(chǎn)品,故d正確;

故答案為:ad;

2pH=13的強(qiáng)堿溶液中CO2轉(zhuǎn)化為Na2CO3,陰離子為CO2是直線型分子,含有兩個C=O雙鍵,CS2CO2分子結(jié)構(gòu)相似,所以CS2也是直線型分子,含有兩個C=S雙鍵,寫出的電子式為;CS2CO2分子結(jié)構(gòu)相似,都是分子晶體,結(jié)合分子間作用力分析CS2熔點(diǎn)高于CO2;CS2CO2都為分子晶體,由于CS2的相對分子質(zhì)量大,CS2分子間作用力較大,所以CS2熔點(diǎn)高于CO2,

故答案為:;CS2CO2都為分子晶體,CS2的相對分子質(zhì)量大,CS2分子間作用力較大,所以CS2熔點(diǎn)高于CO2;

3)由CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)-120kJ可知,即1molCH4(g)+1molCO2(g)總能量比2molCO(g)+2molH2(g)總能量小120kJ,或2molCO(g)+2molH2(g)總能量比1molCH4(g)+1molCO2(g)總能量高120kJ,能量變化如圖

故答案為:;

4a、每消耗16g1molCH4的同時生成4g2molH2,由于反應(yīng)方向均為正向,所以不能據(jù)此判斷反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故a不符合題意;

b、該反應(yīng)是氣體體積變化的反應(yīng),反應(yīng)發(fā)生變化時氣體總物質(zhì)的量相應(yīng)變化,容器中氣體的壓強(qiáng)隨之而變,所以容器中氣體的壓強(qiáng)不再改變的狀態(tài)是平衡狀態(tài),故b符合題意;

c、恒容體系中各物質(zhì)均為氣體,氣體的總質(zhì)量不變,但該反應(yīng)是氣體總物質(zhì)的量變化的反應(yīng),由可知,混和氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,即混合氣體總物質(zhì)的量不變,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),故c符合題意;

d、恒容體系中各物質(zhì)均為氣體,即氣體的總質(zhì)量不變,所以容器中氣體的密度始終不變,故容器中氣體的密度不再改變的狀態(tài)不一定是平衡狀態(tài),故d不符合題意;

010min內(nèi)(CO2)==0.2mol,所以v(CO2)===0.01mol/(Lmin),根據(jù)CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)可知v(CO)=2v(CO2)=0.02mol/(Lmin),

故答案為:bc0.02mol/(Lmin);

5)根據(jù)圖象可知,900℃時合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,且升高溫度耗能較大,經(jīng)濟(jì)效益降低,溫度低時合成氣產(chǎn)率降低且反應(yīng)速率降低,

故答案為:900℃時合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,且升高溫度耗能較大,經(jīng)濟(jì)效益降低,溫度低時合成氣產(chǎn)率降低且反應(yīng)速率降低。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知pOH= -lgc(OH-),在T℃下,水溶液中pHpOH的關(guān)系如圖中直線所示。下列說法正確的是

A.T℃下水的離子積為10-14

B.P點(diǎn)對應(yīng)的溫度為T1,則T1>T

C.T℃,pH=3溶液中,由水電離產(chǎn)生的c(H+)一定為1.0×10-10mol·L1

D.T℃時,pH=4的鹽酸與pOH=4氨水等體積混合后溶液pH>6.5

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Ag2O—Zn紐扣電池的固體拆解物中含Ag2OAg、Zn、Cu、石墨等物質(zhì),從中可提取金屬銀。如圖是簡要生產(chǎn)流程。

1)固體拆解物需先粉碎的目的是___

2)浸渣的主要成分是___。

3)以上流程中可循環(huán)使用的物質(zhì)是___,除此之外,你認(rèn)為通過對___(填流程圖中的物質(zhì)代號)的回收處理,還有可能實(shí)現(xiàn)___(填化學(xué)式)的循環(huán)利用。

4)加入Cu之前若溶液的酸性太強(qiáng),需適當(dāng)調(diào)節(jié)溶液的pH,原因是___(用離子方程式表示).

5)有人在實(shí)驗(yàn)室中利用如下方案回收銀:

已知:Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+ K穩(wěn)=1.7×107;KspAgCl=1.8×10-10

寫出AgCls)與NH3反應(yīng)的離子方程式___,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___。

6)上述兩種回收方案中都用到了試劑XX___。

A.稀硫酸 B.稀硝酸 CCuSO4溶液

7)兩種方案回收的銀均為粗品,若得到純度更高的銀,可以電解精煉。若電流強(qiáng)度為yA,1小時后,得到Ag___g(列出計(jì)算式,已知1個電子所帶電量為1.6×10-19C,阿伏伽德羅常數(shù)的值用NA表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】中國科學(xué)院院士張青蓮教授曾主持測定了銦(49In)等9種元素相對原子質(zhì)量的新值,被采用為國際新標(biāo)準(zhǔn)。已知:銦與鋁(13Al)同主族。下列說法錯誤的是(  )

A.In的金屬性大于Al

B.In最外層有2種能量的電子

C.In的中子數(shù)為66

D.In原子的相對原子質(zhì)量為115

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】請回答下列問題:

已知:、分子中化學(xué)鍵的鍵能分別是、

則相同條件下破壞1molNO中化學(xué)鍵需要吸收的能量為______kJ。

如圖所示,U形管內(nèi)盛有100mL的溶液,

斷開,閉合,若所盛溶液為溶液:則A______極。若所盛溶液為KCl溶液:移向______“A”“B”

斷開,閉合,若所盛溶液為滴有酚酞的NaCl溶液,則:A電極附近可觀察到的現(xiàn)象是______。反應(yīng)一段時間后打開,若要使電解質(zhì)溶液恢復(fù)到原狀態(tài),需向U形管內(nèi)加入或通入一定量的______。

若是電解精煉粗銅,斷開,閉合,電解液選用溶液,A電極的材料應(yīng)換成______,反應(yīng)一段時間后電解質(zhì)溶液中濃度______增大、減小不變

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某華人科學(xué)家和他的團(tuán)隊(duì)研發(fā)出紙電池” (如圖)。這種一面鍍鋅、一面鍍二氧化錳的超薄電池在使用印刷與壓層技術(shù)后,變成一張可任意裁剪大小的電紙,厚度僅為0.5毫米,可以任意彎曲和裁剪。紙內(nèi)的離子流過水和氧化鋅組成電解液,電池總反應(yīng)式為: Zn+2MnO2+H2O=ZnO+2MnO(OH)。下列說法正確的是

A.該電池的正極材料為鋅

B.該電池反應(yīng)中二氧化錳發(fā)生了氧化反應(yīng)

C.電池的正極反應(yīng)式為2MnO2 +2H2O+2e-= 2MnO(OH)+2OH-

D.當(dāng)有0.1mol鋅溶解時,流經(jīng)電解液的電子數(shù)為1.204×1023

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知:在pH45的環(huán)境中,Cu2、Fe2幾乎不水解,而Fe3幾乎完全水解。用粗氧化銅(CuO中含少量Fe)制取CuCl2溶液過程如下:

取一定量的粗CuO,加入過量濃鹽酸,加熱并攪拌,充分反應(yīng)后過濾,溶液的pH1。

向?yàn)V液中通入Cl2,攪拌。

中加入適量物質(zhì)A,微熱,攪拌,調(diào)整溶液的pH,過濾。

所得濾液濃縮。

1中加熱并攪拌的目的是_____________________________。

2中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_________________________。

3中的物質(zhì)A可能是__________________;調(diào)整的PH范圍是_______________;

過濾后濾渣的成分是__________________。

4中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是_________________________。

5①③中如何用pH試紙測定溶液的pH值:_________________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鈣及其化合物在工業(yè)上、建筑工程上和醫(yī)藥上用途很大;卮鹣铝袉栴}

(1)基態(tài)Ca原子M能層有_____個運(yùn)動狀態(tài)不同的電子,Ca的第一電離能__________(大于小于”)Ga。

(2)MnCa屬于同一周期,且核外最外層電子構(gòu)型相同,但金屬Mn的熔點(diǎn)沸點(diǎn)等都比金屬Ca高,原因是____________________。

(3)氯氣與熟石灰反應(yīng)制漂白粉時會生成副產(chǎn)物Ca(ClO3)2,Ca(ClO3)2中的陰離子空間構(gòu)型是__________、中心原子的雜化形式為___________。

(4)碳酸鹽的熱分解示意圖如圖所示

熱分解溫度:CaCO3_______ (高于低于”)SrCO3,原因是_____________________________。從價鍵軌道看,CO2分子內(nèi)的化學(xué)鍵類型有__________。

(5)螢石是唯一一種可以提煉大量氟元素的礦物,晶胞如圖所示。Ca2+的配位數(shù)為__________,螢石的一個晶胞的離子數(shù)為__________,已知晶胞參數(shù)為0.545nm,阿伏加德羅常數(shù)的值為NA,則螢石的密度為__________g·cm3(列出計(jì)算式)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】高鐵酸鹽在能源環(huán)保領(lǐng)域有廣泛用途。用鎳(Ni)、鐵作電極電解濃NaOH溶液制備高鐵酸鈉(Na2FeO4)的裝置如右圖所示。下列說法正確的是

A.鐵是陽極,電極反應(yīng)為Fe2e2OHFe(OH)2

B.電解一段時間后,鎳電極附近溶液的pH減小

C.若離子交換膜為陰離子交換膜,則電解結(jié)束后左側(cè)溶液中含有FeO42

D.每制得1mol Na2FeO4,理論上可以產(chǎn)生67.2L氣體

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