低碳經(jīng)濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟模式,低碳循環(huán)正成為科學家研究的主要課題.
Ⅰ.最近有科學家提出構(gòu)想:把空氣吹入飽和碳酸鉀溶液,然后再把CO2從溶液中提取出來,經(jīng)化學反應(yīng)后使之變?yōu)榭稍偕剂霞状迹摌?gòu)想技術(shù)流程如下:
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(1)向分解池中通入高溫水蒸氣的作用是
 

(2)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(1)△H=-44.0kJ/mol
則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為
 

Ⅱ.一氧化碳與氫氣也可以合成甲醇,反應(yīng)為CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H<0.
(1)某溫度下,將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng)達到平衡,測得c(H2)=2.2mol?L-1,則CO的轉(zhuǎn)化率為
 

(2)T1℃時,此反應(yīng)的平衡常數(shù)為K(T1)=50.此溫度下,在一個2L的密閉容器中加入一定量CO和H2,反應(yīng)到某時刻測得各組分的濃度如下:
物質(zhì) H2 CO CH3OH
濃度/(mol?L-1 0.2 0.2 0.4
①比較此時正、逆反應(yīng)速率的大小:v
 
v值(填“>”、“<”或“=”).
②若其他條件不變時,只改變反應(yīng)的某一個條件,下列說法正確的是
 

A.若達到新平衡時c(CO)=0.3mol/L,平衡一定逆向移動
B.若將容器體積縮小到原來的一半,達到新平衡時,0.2mol/L<c(CO)<0.4mol/L
C.若向容器中同時加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH(g),平衡不移動
D.若升高溫度,平衡常數(shù)將增大
Ⅲ.CO2和SO2的處理是許多科學家都在著力研究的重點.有學者想以如圖所示裝置用燃料電池原理將CO2、SO2轉(zhuǎn)化為重要的化工原料.
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(1)若A為CO2,B為H2,C為CH3OH,電池總反應(yīng)式為CO2+3H2=CH3OH+H2O,則正極反應(yīng)式為
 

(2)若A為SO2,B為O2,C為H2SO4,則負極反應(yīng)式為
 
分析:Ⅰ.(1)空氣在二氧化碳再吸收池中轉(zhuǎn)化為碳酸氫鉀,合成塔內(nèi)為氫氣與二氧化碳反應(yīng)合成甲醇,所以分解池應(yīng)提供二氧化碳;
(2)依據(jù)熱化學方程式和蓋斯定律計算得到;
Ⅱ.(1)依據(jù)化學平衡三段式列式計算,反應(yīng)速率等于單位時間內(nèi)難度變化計算得到;
(2)①依據(jù)濃度商和平衡常數(shù)比較分析反應(yīng)進行的方向;
②依據(jù)化學平衡移動原理和影響因素分析判斷;
Ⅲ.①燃料電池的工作原理,正極上是一氧化碳發(fā)生得電子發(fā)生還原反應(yīng);
②根據(jù)電極反應(yīng):SO2+O2+H2O=H2SO4進行分析,負極是二氧化硫失電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成硫酸.
解答:解:Ⅰ.(1)空氣在二氧化碳再吸收池中轉(zhuǎn)化為碳酸氫鉀,合成塔內(nèi)為氫氣與二氧化碳反應(yīng)合成甲醇,所以分解池應(yīng)提供二氧化碳.向分解池中通入高溫水蒸氣的作用是提供高溫環(huán)境使KHCO3分解,故答案為:提供高溫環(huán)境使KHCO3分解;
(2)①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-1275.6kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol
③H2O(g)=H2O(1)△H=-44.0kJ/mol
依據(jù)蓋斯定律①-②+③×4得到:2CH3OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+4H2O(l)△H=-885.6kJ?mol-1
得到CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8 kJ?mol-1,
故答案為:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-442.8 kJ?mol-1;
Ⅱ.(1)將2mol CO和6mol H2充入2L的密閉容器中,充分反應(yīng)達到平衡,測得c(H2)=2.2mol?L-1,物質(zhì)的量為4.4mol;
               CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
起始量(mol)  2       6           0
變化量(mol)  0.8    1.6         0.8
平衡量(mol)  1.2    4.4         0.8
則CO的轉(zhuǎn)化率為=
0.8
2
×100%=40%;
故答案為:40%;
(2)①T1℃時,此反應(yīng)的平衡常數(shù)為K(T1)=50.
Qc=
0.4
0.2×0.22
=50=K,故反應(yīng)達到平衡,正逆反應(yīng)速率相同;
故答案為:=;  
②CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)
A.若達到新平衡時c(CO)=0.3mol/L,可以增大一氧化碳的量,平衡不一定逆向移動,故A錯誤;
B.若將容器體積縮小到原來的一半,相當于增大壓強,濃度增大一倍,平衡向氣體體積減小的方向進行,達到新平衡時,0.2mol/L<c(CO)<0.4mol/L,故B正確;
C.若向容器中同時加入0.4mol CO和0.8mol CH3OH(g),和0.2molCO,0,2molH2,0.4molCH3OH的平衡狀態(tài)極值轉(zhuǎn)換后相同,故平衡不移動,故C正確;
D.反應(yīng)是放熱反應(yīng),若升高溫度平衡逆向進行,平衡常數(shù)將減小,故D錯誤;
故答案為:BC;
Ⅲ.(1)若A為CO2,B為H2,C為CH3OH,電池總反應(yīng)式為CO2+3H2=CH3OH+H2O,則正極上是一氧化碳得到電子生成甲醇,電極反應(yīng)式為:CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O,
故答案為:CO2+6H++6e-=CH3OH+H2O;
(2)若A為SO2,B為O2,C為H2SO4,反應(yīng)為SO2+O2+H2O=H2SO4,則負極反應(yīng)式為:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+,故答案為:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+
點評:本題考查了流程圖的分析判斷,熱化學方程式的蓋斯定律計算應(yīng)用,化學平衡的計算應(yīng)用,平衡狀態(tài)的影響因素分析,原電池電極反應(yīng)書寫方法,題目難度中等.
練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

能源問題是人類社會面臨的重大課題,甲醇是未來重要的能源物質(zhì)之一.
(1)合成甲醇的反應(yīng)為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);圖1表示某次合成實驗過程中甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度的關(guān)系曲線,則該反應(yīng)的△H
0.(填“>、<或=”下同)
(2)若在230℃時,平衡常數(shù)K=1.若其它條件不變,將溫度升高到500℃時,達到平衡時,K
1.
(3)在某溫度下,向一個容積不變的密閉容器中通入2.5mol CO和7.5mol H2,達到平衡時CO的轉(zhuǎn)化率為90%,此時容器內(nèi)的壓強為開始時的
0.55
0.55
倍.
(4)利用甲醇燃料電池設(shè)計如圖2所示的裝置:
①則該裝置中b為
極,寫出裝置中電解池內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的離子方程式
鋅極:Cu2++2e-=Cu,Cu極:Cu=2e-+Cu2+
鋅極:Cu2++2e-=Cu,Cu極:Cu=2e-+Cu2+
,
②當銅片的質(zhì)量變化為12.8g時,a極上消耗的O2在標準狀況下的體積為
2.24
2.24
L.
(5)低碳經(jīng)濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟模式,其中一種技術(shù)是將CO2轉(zhuǎn)化成有機物實現(xiàn)碳循環(huán).如:
2CO2(g)+2H2O(l)═C2H4(g)+3O2(g)△H=+1411.0kJ/mol
2CO2(g)+3H2O(l)═C2H5OH(1)+3O2(g)△H=+1366.8kJ/mol
則由乙烯水化制乙醇反應(yīng)的熱化學方程式
C2H4(g)+H2O(l)═C2H5OH,△H=-44.2kJ/mol
C2H4(g)+H2O(l)═C2H5OH,△H=-44.2kJ/mol

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科目:高中化學 來源: 題型:

(2011?綿陽模擬)化學與生產(chǎn)、生活、社會密切相關(guān).下列有關(guān)說法中不正確的是( 。

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科目:高中化學 來源: 題型:

“低碳經(jīng)濟”是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟模式.下列說法與“低碳經(jīng)濟”不符合的是(  )

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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解

【化學與生活】
2010年第41屆世博會在上海成功舉辦,其主題是“城市,讓生活更美好”.
(1)低碳經(jīng)濟是以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的經(jīng)濟模式,上海世博會的亮點之一是實現(xiàn)“二氧化碳零排放”.
①世博停車場,安裝有汽車尾氣催化光解設(shè)施,它能將汽車尾氣中CO和NOx反應(yīng)生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體,寫出CO和NO在一定條件下反應(yīng)的化學方程式:
 

②使用傳統(tǒng)催化劑,使二氧化碳與某些有機物反應(yīng)可以生成塑料,但反應(yīng)時間長.目前誕生的納米級催化劑增加了催化劑的表面積,提高了
 
(選填“反應(yīng)速率”、“產(chǎn)品質(zhì)量”或“原料利用率”).使用這種塑料能減少白色污染,因為它在微生物作用下,可以實現(xiàn)100%的降解.
③合理利用二氧化碳,可以提高生活質(zhì)量,促進工業(yè)發(fā)展.在常壓下,-78℃時,二氧化碳氣體凝結(jié)成固態(tài)二氧化碳,俗稱干冰.某學生買回一盒冰淇淋月餅,盒里有很多作為致冷劑的碎干冰.下列關(guān)于干冰處理的正確做法是
 

(A)將干冰放入冰箱            (B)讓干冰在通風處自然升華
(C)直接將干冰倒入下水道      (D)用手取干冰扔入廢物箱
④現(xiàn)在人們使用乙醇汽油作為汽車燃料充分體現(xiàn)了低碳經(jīng)濟,物質(zhì)的量相同的乙醇與汽油(設(shè)為C8H18)均完全燃燒產(chǎn)生的CO2的物質(zhì)的量之比為
 
;人們已嘗試使用
 
 作為汽車燃料可真正實現(xiàn)“二氧化碳零排放”.
(2)上海世博為實現(xiàn)環(huán)保世博、生態(tài)世博目標,如日本館的超輕“膜結(jié)構(gòu)”,能發(fā)電,會呼吸;澳大利亞館外表,覆蓋著比不銹鋼更便宜耐用的“耐候鋼”.因此材料是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ).
①2010年上海世博會中國館“東方之冠”的主體結(jié)構(gòu)是用國產(chǎn)Q460鋼制成的. 下列有關(guān)Q460鋼的性質(zhì)中,屬于化學性質(zhì)的是
 

A.強度高    B.能導電    C.耐腐蝕    D.抗震性好
②耐候鋼看起來有些銹跡斑斑,再仔細一瞧卻是光滑如新,這得益于耐候鋼在大氣中具有優(yōu)良的抗蝕性能.請你列舉兩種防止鐵制品被腐蝕的方法
 
 

③石英玻璃化學穩(wěn)定性強、膨脹系數(shù)小,是一種特種玻璃,石英玻璃的主要成分是
 
(填化學式);有機玻璃(聚甲基丙烯酸甲酯)實際上不是硅酸鹽材料,而是一種
 
(選填“橡膠”或“纖維”或“塑料”).
④日本館的超輕“膜結(jié)構(gòu)”,這層膜白天能透過陽光,利用太陽能發(fā)電,從而實現(xiàn)了將
 
轉(zhuǎn)化為
 

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