(15分)CO2和CH4是兩種重要的溫室氣體,通過CH4和CO2反應制造更高價值的化學品是目前的研究方向。
(1)已知:CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1 = a kJmol-1
CO(g) + H2O (g)=CO2(g) + H2 (g) ΔH2 = b kJmol-1
2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH3 = c kJmol-1
反應CO2(g) + CH4(g)2CO(g) + 2H2(g) 的ΔH= kJmol-1。
(2)以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑,可以將CO2和CH4直接轉化成乙酸。
① 在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖8所示。250~300℃時,溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是 。
② 為了提高該反應中CH4的轉化率,可以采取的措施是 。
③ 將Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的離子方程式為 。
(3)以CO2為原料可以合成多種物質。
① 利用FeO吸收CO2的化學方程式為:6FeO + CO2=2Fe3O4 + C,則反應中每生成1molFe3O4,轉移電子的物質的量為 mol。
② 以氫氧化鉀水溶液作電解質進行電解,在銅電極上CO2可轉化為CH4,另一電極石墨連接電源的 極,則該電解反應的化學方程式為 。
(15分,化學方程式缺條件或箭頭只扣1分) (1) a+2b2c (3分)
(2)①溫度超過250℃時,催化劑的催化效率降低(2分)
② 增大反應壓強或增大CO2的濃度(2分)
③ 3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++ 6Al3++2NO↑+16H2O(2分) (3) ① 2(2分)
② 正(2分) CO2 + 2H2OCH4 + 2O2(2分)
【解析】
試題分析:(1)已知:① CH4(g) + 2O2(g)=CO2(g) + 2H2O(g) ΔH1 = a kJmol-1,②CO(g) + H2O (g)=CO2(g) + H2 (g) ΔH2 = b kJmol-1,③2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) ΔH3 = c kJmol-1,則根據蓋斯定律可知①+②×2—③×2即得到反應CO2(g) + CH4(g)2CO(g) + 2H2(g) 的ΔH=a+2b2ckJmol-1。
(2)①由于催化劑的催化效率受溫度影響大,所以250~300℃時,溫度升高而乙酸的生成速率降低的原因是溫度超過250℃時,催化劑的催化效率降低。
②該反應是體積減小的可逆反應,所以為了提高該反應中CH4的轉化率,可以采取的措施是增大反應壓強或增大CO2的濃度。
③硝酸是氧化性酸,稀硝酸的還原產物是NO,則根據電子得失守恒和原子守恒可知Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的離子方程式為3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++ 6Al3++2NO↑+16 H2O。
(3)①根據方程式6FeO + CO2=2Fe3O4 + C可知反應中每生成1molFe3O4,消耗0.5molCO2。其中碳元素的化合價從+4價降低到0價,則轉移電子的物質的量為2mol。
②銅是活性電極,如果在銅電極上CO2可轉化為CH4,這說明銅電極是陰極,則另一電極石墨連接電源的正極,該電極是陽極,溶液中的氫氧根失去電子轉化為氧氣,則該電解反應的化學方程式為CO2 + 2H2OCH4 + 2O2。
考點:考查蓋斯定律、外界條件對平衡狀態(tài)的影響、氧化還原反應以及電化學原理應用
科目:高中化學 來源:2014-2015河南省濮陽市高二上學期第三次月考化學試卷(解析版) 題型:選擇題
常溫下,把pH=2的H2SO4和pH=11的NaOH溶液混和,若使混和液pH=7,則酸與堿溶液的體積比是
A.10:1 B.1:10 C.1:2 D.2:1
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年江西省景德鎮(zhèn)市高三第二次質檢理綜化學試卷(解析版) 題型:選擇題
某有機高分子由、-CH2-CH2-兩種結構單元組成,且它們自身不能相連,該烴分子中C、H兩原子物質的量之比是
A.2︰1 B.8︰7 C.2︰3 D.1︰1
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年江蘇省鎮(zhèn)江市高三第一學期期末調研測試化學試卷(解析版) 題型:選擇題
短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大,X原子核外最外層電子數(shù)是次外層的2倍,Y的氟化物YF3分子中各原子均達到8電子穩(wěn)定結構,Z是同周期中原子半徑最大的元素,W的最高正價為+7價。下列說法正確的是
A.簡單離子半徑大小順序:rW>rZ> rY
B.元素W的氧化物對應水化物的酸性比Y的強
C.X與Y形成的原子晶體X3Y4的熔點可能比金剛石高
D.X與W形成的化合物和Z與W形成的化合物的化學鍵類型相同
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年江蘇省鎮(zhèn)江市高三第一學期期末調研測試化學試卷(解析版) 題型:選擇題
常溫下,下列溶液中各組離子一定大量共存的是
A.澄清透明的溶液中:K+、Al3+、SO42-、MnO4-
B.0.1 mol·L-1CH3COONa溶液中:H+、Ca2+、Cl-、NO3-
C.滴入KSCN顯血紅色的溶液中:NH4+、Mg2+、S2-、Cl-
D.c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中:Na+、NH4+、SO42-、CO32-
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年江蘇省蘇州市高三上學期期末調研測試化學試卷(解析版) 題型:選擇題
常溫下,下列有關敘述正確的是
A.在Na2CO3溶液中:2c(Na+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(H2CO3)
B.在pH=8的NaB溶液中 :c(Na+)-c(B―)=0.99×10―6 molL―1
C.pH相等的①NH4Cl ②(NH4)2SO4 ③NH4HSO4溶液中:c(NH4+)大小順序①=②>③
D.向10mL pH=12的NaOH溶液中滴加pH=2的HA溶液達中性:則混合液體積V總≥20mL
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年江蘇省蘇州市高三上學期期末調研測試化學試卷(解析版) 題型:選擇題
下列指定反應的離子方程式正確的是
A.用白醋除鐵銹:Fe2O3·xH2O + 6H+ = (3+x)H2O + 2Fe3+
B.用強堿溶液吸收工業(yè)制取硝酸尾氣: NO + NO2 + 2OH-= 2NO3- + H2O
C.將少量SO2氣體通入氨水中:SO2 + NH3·H2O=NH4+ + HSO3-
D.向稀硫酸中加入少量Ba(OH)2溶液:2H++ SO42-+ Ba2++ 2OH-= BaSO4↓ + 2H2O
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年湖南省郴州市高三第二次月考理綜化學試卷(解析版) 題型:選擇題
下列敘述不正確的是:
A.將SO2通入BaCl2溶液中至飽和,無沉淀產生;再通入Cl2產生沉淀
B.向AIC13溶液中加氨水,產生白色沉淀;再加入過量氨水,沉淀消失
C.在稀硫酸中加入銅粉,銅粉不溶解;再加入NaNO3固體,銅粉溶解
D.純鋅與稀硫酸反應產生氫氣的速率較慢;再加入少量CuSO4固體,速率加快
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科目:高中化學 來源:2014-2015學年福建省泉州市高三上學期期末化學試卷(解析版) 題型:填空題
(10分)濕法煉鋅為現(xiàn)代煉鋅的主要方法,下列是以硫化鋅精礦為原料制備單質鋅的工業(yè)流程。
(1)煙氣不能直接排放,可用于制取一種常見的強酸,該強酸為__________。
(2)浸出液以硫酸鋅為主,還含有Fe3+、Fe2+、A13+、Cu2+、Cd2+、C1一等雜質,會影響鋅的電解,必須除去。凈化過程如下:
①在酸性條件下,用H2O2將Fe2+氧化成Fe3+,離子方程式為______________________。
②將浸出液的pH調節(jié)為5.5左右,使Fe3+、A13+形成沉淀而除去,可選用的試劑為_____(填字母)
A.NaOH B.NH3·H2 O C.ZnO D.H2 SO4
③用Zn除去Cu2+和Cd2+
④用Ag2SO4除去Cl一,發(fā)生的反應為Ag2SO4+2Cl一2AgCl+ SO42-,室溫下該反應的平衡常數(shù)K=_____________[已知室溫下Ksp(Ag2SO4)=6.0x 10-5,Ksp(AgCl)=2.0x 10-10]。
(3)控制一定條件,用惰性電極電解硫酸鋅溶液制取鋅,鋅在____極析出,陽極反應式為__________。
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