【題目】二氧化碳的捕集、利用與封存是我國能源領域的一個重要戰(zhàn)略方向,發(fā)展成一項重要的新興產(chǎn)業(yè)。
(1)已知:CH4、CO、H2的燃燒熱分別為890kJmol-1、283kJmol-1、285.8kJmol-1,計算下列反應的反應熱。CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+ 2H2(g)ΔH=___________kJmol-1。
(2)利用廢氣中的CO2為原料制取甲醇,反應方程式為:CO2+3H2CH3OH+H2O其他條件相同,該甲醇合成反應在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反應相同時間后,CO2的轉(zhuǎn)化率隨反應溫度的變化如圖1所示。
①該反應的ΔH_____0(填“>”或“<”)
②d點不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下CO2的轉(zhuǎn)化率相同的原因是________。
(3)用二氧化碳催化加氫來合成低碳烯烴,起始時以0.1MPa,n(H2)∶n(CO2)=3∶1的投料比充入反應器中,發(fā)生反應:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)△H,不同溫度下平衡時的四種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量如圖2所示:
①該反應在_________自發(fā)進行(填“低溫”或“高溫”)。
②b代表的物質(zhì)是______________。
③T1溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率為_________________,相對于起始狀態(tài),平衡時氣體的平均分子量增大的百分率為______________(保留三位有效數(shù)字)。
【答案】 +247.6 < 均達到平衡狀態(tài),催化劑不影響平衡轉(zhuǎn)化率 低溫 H2O 50% 23.1%
【解析】(1)根據(jù)CH4、H2、和CO的燃燒熱分別寫出燃燒的熱化學方程式:
①O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)△H=-571.6kJmol -1;
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890kJmol-1;
③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566 kJmol-1,
利用蓋斯定律將②-①-③可得: CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+ 2H2(g)ΔH=+247.6 kJmol-1。
(2)由圖1可知,該甲醇合成反應在不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下反應相同時間后,CO2的轉(zhuǎn)化率隨著反應溫度的升高先增大后減小,說明當反應達到平衡狀態(tài)后,升高溫度化學平衡向逆反應方向移動,所以該反應為放熱反應。①該反應的ΔH <0.②d點不同催化劑(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下CO2的轉(zhuǎn)化率相同的原因是在此溫度下該反應均達到平衡狀態(tài),催化劑不影響平衡轉(zhuǎn)化率。
(3)由圖2可知,反應物中氫氣的平衡量隨溫度升高而升高,所以該反應為放熱反應。根據(jù)曲線的變化趨勢,可以判斷出a、b、c三條曲線分別表示二氧化碳、水和乙烯。①該反應△H<0、△S<0,只有在低溫下才能保證△H-T△S<0,所以該反應在低溫自發(fā)進行。②綜合反應中各組分的化學計量數(shù)和曲線的變化趨勢進行分析,可以判斷出b代表的物質(zhì)是H2O。③起始時以0.1MPa,n(H2)∶n(CO2)=3∶1的投料比充入反應器中,發(fā)生反應:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g),投料比與化學計量數(shù)之比相同,所以兩種反應物的平衡轉(zhuǎn)化率是相同的。由圖2可知,T1溫度下,氫氣和水的平衡量分別為6mol和4mol,說明氫氣的變化量也是6mol,所以該反應的平衡轉(zhuǎn)化率為50%.在起始狀態(tài),氫氣和二氧化碳的物質(zhì)的量分別為12mol和4mol,反應物的平均相對分子質(zhì)量為;在平衡狀態(tài)時,CO2、H2、C2H4、H2O的物質(zhì)的量分別為2mol、6mol、1mol、4mol,平衡時氣體的平均相對分子質(zhì)量為,相對于起始狀態(tài),平衡時氣體的平均分子量增大的百分率為23.1% 。
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【題目】在室溫下,下列五種溶液:
① 0.1mol/L NH4Cl
② 0.1mol/L CH3COONH4
③ 0.1mol/L NH4HSO4
④ 0.1mol/L NH3·H2O和0.1mol/L NH4Cl的混合液
請根據(jù)要求填寫下列空白:
(1)溶液①呈酸性,其原因是__________________________________(用離子方程式表示)
(2)比較溶液②、③中c(NH4+)的大小關系是②____③(填“>”“=”或“<”)。
(3)在溶液④中,_________離子的濃度為0.1mol/L;NH3·H2O和 ___________離子的濃度之和為0.2 mol/L。
(4)室溫下,測得溶液②的pH=7, CH3COO-與NH4+濃度的大小關系是:c(CH3COO-)______c(NH4+)(填“>”“=”或“<”)。
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【題目】硫酰氯(SO2Cl2)可用作有機化學的氯化劑,在藥物和染料的制取中也有重要作用。某化學學習小組擬用干燥的Cl2和SO2在活性炭催化下制取硫酰氯。反應的化學方程式為:SO2(g)+ Cl2(g) =SO2Cl2(l) ΔH =97.3 kJ·mol1,實驗裝置如圖所示(部分夾持裝置未畫出)。
已知:硫酰氯通常條件下為無色液體,熔點54.1℃,沸點69.1℃。在潮濕空氣中“發(fā)煙”;100°C以上開始分解,生成二氧化硫和氯氣,長期放置也會發(fā)生分解。
回答下列問題:
(1)裝置甲中作為反應容器的儀器的名稱為________,裝置己的作用是________;如何控制兩種反應物體積相等:________。
(2)裝置戊上方分液漏斗中最好選用下列試劑:(_______)(選填字母)。
A.蒸餾水 B.飽和食鹽水 C.濃氫氧化鈉溶液 D.6.0 molL1鹽酸
(3)若缺少裝置乙和丁(均盛放濃硫酸),潮濕氯氣和二氧化硫發(fā)生反應的化學方程式是________________________________________。
(4)氯磺酸(ClSO3H)加熱分解,也能制得硫酰氯:2ClSO3H =SO2Cl2 + H2SO4,分離兩種產(chǎn)物的方法是(_______) (選填字母)。
A.重結晶 B.過濾 C.蒸餾 D.萃取
(5)長期儲存的硫酰氯會發(fā)黃,可能的原因是________ (用化學方程式和必要的文字加以解釋)。
(6)若反應中消耗的氯氣體積為896 mL(標準狀況下),最后經(jīng)過分離提純得到4.05 g純凈的硫酰氯,則硫酰氯的產(chǎn)率為________。為提高本實驗中硫酰氯的產(chǎn)率,在實驗操作中需要注意的事項有________________ ________________________________________ (寫兩條即可)。
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【題目】關于用稀硫酸為電解質(zhì)的Cu-Zn原電池,下列說法不正確的是
A.銅為正極B.電子由銅經(jīng)導線到鋅
C.鋅發(fā)生氧化反應D.硫酸根離子移向鋅電極
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【題目】對已達化學平衡的下列反應:2X(g)+Y(g) 2Z(g)△H>0;降低溫度的同時減小壓強,對反應產(chǎn)生的影響是
A. 逆反應速率增大,正反應速率減小,平衡向逆反應方向移動
B. 逆反應速率減小,正反應速率增大,平衡向正反應方向移動
C. 正、逆反應速率都減小,平衡向逆反應方向移動
D. 正、逆反應速率都減小,平衡向正反應方向移動
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【題目】向體積為2 L的固定密閉容器中通入3 mol X氣體,在一定溫度下發(fā)生如下反應:2X(g)Y(g)+3Z(g)。
(1)經(jīng)5 min后反應達到平衡,此時測得容器內(nèi)的壓強為起始時的1.2倍,則用Y表示的速率為________ mol·L-1·min-1。
(2)若上述反應在甲、乙、丙、丁四個同樣的密閉容器中進行,在同一段時間內(nèi)測得容器內(nèi)的反應速率分別為 甲:v(X)=3.5 mol·L-1·min-1; 乙:v(Y)=2 mol·L-1·min-1;丙:v(Z)=4.5 mol·L-1·min-1; 。v(X)=0.075 mol·L-1·s-1。若其他條件相同,溫度不同,則溫度由高到低的順序是(填序號)________。
(3)若向達到(1)的平衡體系中充入氦氣,則平衡______(填“向左”、“向右”或“不”)移動;若從達到(1)的平衡體系中移走部分Y氣體,則平衡________(填“向左”、“向右”或“不”)移動。
(4)若在相同條件下向達到(1)所述的平衡體系中再充入0.5 mol X氣體,則平衡后X的轉(zhuǎn)化率與(1)的平衡中X的轉(zhuǎn)化率相比較________。
A.無法確定 B.前者一定大于后者 C.前者一定等于后者 D.前者一定小于后者
(5)若保持溫度和壓強不變,起始時加入X、Y、Z物質(zhì)的量分別為a mol、b mol、c mol,達到平衡時仍與(1)的平衡等效,則:a、b、c應該滿足的關系為_____________________________。
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【題目】下列說法中,不符合現(xiàn)代大爆炸宇宙學理論的是( )
A.我們所在的宇宙誕生于一次大爆炸
B.恒星正在不斷地合成自然界中沒有的新元素
C.氫、氦等輕核元素是宇宙中天然元素之母
D.宇宙的所有原子中,最多的是氫元素的原子
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【題目】在一定條件下1molC3H8發(fā)生如下反應:①C3H8→C2H4+CH4②C3H8→C3H6+H2如果C3H8的轉(zhuǎn)化率為80%,且混合氣體中m(CH4)=m(H2),則下列說法正確的是( )
A. 反應后混合氣體的平均相對分子質(zhì)量為35.2
B. 兩種烯烴物質(zhì)的量之比,即n(C2H4)/n(C3H6)為1∶1
C. 將混合氣體通入溴的四氯化碳溶液,溶液增重128g
D. 兩種烯烴物質(zhì)的量之和,即n(C2H4)+n(C3H6)為0.8mol
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