【題目】CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體,CO2的綜合利用是解決溫室問(wèn)題的有效途徑。
(1)研究表明CO2和H2在催化劑存在下可發(fā)生反應(yīng)生成CH3OH。已知部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(1)△H1=-726.5kJmol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(1)△H2=-285.8kJmol-1
H2O(g)=H2O(l) △H3=-44kJmol-1
則CO2與H2反應(yīng)生成氣態(tài)CH3OH和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為__。
(2)為研究CO2與CO之間的轉(zhuǎn)化,讓一定量的CO2與足量碳在體積可變的密閉容器中反應(yīng):C(s)+CO2(g)2CO(g) △H,反應(yīng)達(dá)平衡后,測(cè)得壓強(qiáng)、溫度對(duì)CO的體積分?jǐn)?shù)(φ(CO)%)的影響如圖所示;卮鹣铝袉(wèn)題:
①壓強(qiáng)p1__1.0MPa(填>、=或<)。
②900℃、1.0MPa時(shí),足量碳與amolCO2反應(yīng)達(dá)平衡后,CO2的轉(zhuǎn)化率為__,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp=__(保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字)(用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))。
(3)①以二氧化鈦表面覆蓋Cu2Al2O4為催化劑,可以將CO2和CH4直接轉(zhuǎn)化成乙酸,CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g)。為了提高該反應(yīng)中CO2的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是___(寫(xiě)一條即可)。
②在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖所示。250~300℃時(shí),乙酸的生成速率降低的主要原因是__;300~400℃時(shí),乙酸的生成速率升高的主要原因是__。
(4)將1.0×10-3mol/LCoSO4與1.2×10-3mol/L的Na2CO3等體積混合,此時(shí)溶液中的Co2+的濃度為___mol/L。(已知:CoCO3的溶度積為:Ksp=1.0×10-13)
【答案】CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-86.9kJmol-1 < 66.7% 3.2MPa 增大反應(yīng)體系壓強(qiáng)或增大CH4的濃度或?qū)⒁宜嵋夯蛛x出來(lái) 催化劑的催化效率降低 溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率加快 1.0×10-9
【解析】
(1)根根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算;
(2)同溫下,可逆反應(yīng)正方向?yàn)闅怏w體積增大的反應(yīng),根據(jù)勒夏特列原理,壓強(qiáng)小的一氧化碳體積分?jǐn)?shù)大;
(3)根據(jù)有效碰撞理論和勒夏特列原理進(jìn)行回答;
(4)根據(jù)溶度積公式進(jìn)行計(jì)算。
(1)CO2與H2反應(yīng)生成氣態(tài)CH3OH和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H= -△H1+3△H2-△H3=-86.9kJmol-1。
(2)①同溫下,p1壓強(qiáng)下的一氧化碳體積分?jǐn)?shù)大,可逆反應(yīng)正方向?yàn)闅怏w體積增大的反應(yīng),根據(jù)勒夏特列原理,壓強(qiáng)p1<1.0MPa。
②由圖可知,900℃、1.0MPa時(shí),足量碳與amolCO2反應(yīng)達(dá)平衡后,一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)為80%,設(shè)反應(yīng)消耗了二氧化碳的物質(zhì)的量為xmol,列三段式:
C(s)+CO2(g)2CO(g)
反應(yīng)前 amol 0
變化量 xmol 2xmol
反應(yīng)后 (a-x)mol 2xmol
同溫同壓下,體積之比與物質(zhì)的量之比相等,一氧化碳的體積分?jǐn)?shù)=,即x=mol,CO2的轉(zhuǎn)化率為,該反應(yīng)的平衡常數(shù)Kp= ;
(3)①可逆反應(yīng)為CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(g),根據(jù)有效碰撞原理,為了提高該反應(yīng)中CO2的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是增大反應(yīng)體系壓強(qiáng)或增大CH4的濃度或?qū)⒁宜嵋夯蛛x出來(lái)。
②在不同溫度下催化劑的催化效率與乙酸的生成速率如圖,250~300℃時(shí),乙酸的生成速率降低的主要原因是催化劑的催化效率降低;300~400℃時(shí),乙酸的生成速率升高的主要原因是溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率加快。
(4)CoCO3的溶度積Ksp=1.0×10-13=,將1.0×10-3mol/LCoSO4與1.2×10-3mol/L的Na2CO3等體積混合,碳酸根過(guò)量,此時(shí)碳酸根的濃度為,即此時(shí)溶液中的Co2+的濃度為。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】25℃時(shí),用0.1 mol·L-1 NaOH溶液滴定某二元弱酸H2A,H2A被滴定分?jǐn)?shù)、pH及物種分布分?jǐn)?shù)δ[δ(X)=]如圖所示:
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A.用NaOH溶液滴定0.1 mol·L-1 NaHA溶液可用酚酞作指示劑
B.0.1 mol·L-1 NaHA溶液中:c(Na+)>c(HA-)>c(A2-)>c(H2A)
C.0.1 mol·L-1 Na2A溶液中:c(Na+)<c(HA-)+2c(A2-)
D.H2A的K2=1×10-7
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù),下列說(shuō)法中正確的是( )
A.0.1mol/L Na2SO4溶于水中,所得溶液中Na+個(gè)數(shù)為0.2NA
B.78g Na2O2中含有離子總數(shù)為3NA
C.標(biāo)準(zhǔn)狀況下,NA個(gè)水分子所占的體積為22.4L
D.Na2O2與CO2反應(yīng)生成2.24L氧氣轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.2NA
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下表是元素周期表的一部分,根據(jù)所給的10種元素,完成以下各小題。
(1)鎂的原子結(jié)構(gòu)示意圖為____。
(2)H2SO4與HClO4中,酸性較強(qiáng)的是____。
(3)NaOH與Al (OH)3中,屬于兩性氫氧化物的是____。它常用作治療胃酸(含鹽酸)過(guò)多的藥物,該反應(yīng)的離子方程式為____。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】廢氣中的 H2S 通過(guò)高溫?zé)岱纸饪芍迫錃猓?/span>2H2S(g) 2H2(g)+S2(g),F(xiàn)在 3L 密閉容器中,控制不同 溫度進(jìn)行 H2S 分解實(shí)驗(yàn)。
(1)某溫度時(shí),測(cè)得反應(yīng)體系中有氣體 1.31mol,反應(yīng) tmin 后,測(cè)得氣體為 1.37mol,則 tmin 內(nèi) H2 的生成 速率為___________________。
(2) 某溫度時(shí),可作為判斷反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志依據(jù)是_____(選填編號(hào))。
a. 氣體的壓強(qiáng)不發(fā)生變化 b. 氣體的密度不發(fā)生變化
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖。圖中曲線(xiàn) a 表示 H2S 的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度關(guān)系,曲線(xiàn)b 表示不同溫度下、反應(yīng)經(jīng)過(guò)相同時(shí)間且未達(dá)到化學(xué)平衡時(shí) H2S 的轉(zhuǎn)化率。
該反應(yīng)為________反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”)。在容器體積不變的情況下, 如果要提高 H2的體積分?jǐn)?shù),可采取的一種措施是_______________________
(4)使 1LH2S 與 20L 空氣(空氣中 O2 體積分?jǐn)?shù)為 0.2)完全反應(yīng)后恢復(fù)到室溫,混合氣體的體積是________L。若 2gH2S 完全燃燒后生成二氧化硫和水蒸氣,同時(shí)放出 29.4kJ 的熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是_________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在2L密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):N2+3H22NH3,5min內(nèi)氨的物質(zhì)的量增加了0.1mol,則反應(yīng)速率為
A.v(H2)=0.02 mol/(L·min)
B.v(N2)=0.01 mol/(L·min)
C.v(NH3)=0.01 mol/(L·min)
D.v(N2)=0.03 mol/(L·min)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列關(guān)于有機(jī)物的說(shuō)法中錯(cuò)誤的是
A.正丁烷和異丁烷互為同分異構(gòu)體,但其沸點(diǎn)不同
B.將等物質(zhì)的量的乙烯、乙醇完全燃燒,它們的耗氧量不同
C.鍵線(xiàn)式為、的烴的一氯代物均有兩種
D.苯乙烯、乙苯使酸性高錳酸鉀溶液褪色均發(fā)生氧化反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】等質(zhì)量的鎂分別在足量的二氧化碳、氧氣中燃燒,有關(guān)敘述正確的是( )
A.在二氧化碳中燃燒產(chǎn)生的固體質(zhì)量大
B.在氧氣中產(chǎn)生的氧化鎂質(zhì)量大
C.氧化劑與還原劑物質(zhì)的量之比都是2∶1
D.反應(yīng)中都是氧元素被還原
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有一含NaCl、Na2CO3·10H2O和NaHCO3的混合物,某同學(xué)設(shè)計(jì)如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,通過(guò)測(cè)量反應(yīng)產(chǎn)生的CO2和H2O的質(zhì)量,來(lái)確定該混合物中各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。
(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
①按圖(夾持儀器未畫(huà)出)組裝好實(shí)驗(yàn)裝置后,首先進(jìn)行的操作是__________。
②稱(chēng)取樣品,并將其放入硬質(zhì)玻璃管中,稱(chēng)量裝濃硫酸的洗氣瓶C的質(zhì)量和裝堿石灰的U形管D的質(zhì)量。
③打開(kāi)活塞K1、K2,關(guān)閉K3,緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘,其目的是________。
④關(guān)閉活塞K1、K2,打開(kāi)K3,點(diǎn)燃酒精燈加熱至不再產(chǎn)生氣體。裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________、________。
⑤打開(kāi)活塞K1,緩緩鼓入空氣數(shù)分鐘,然后拆下裝置,再次稱(chēng)量洗氣瓶C的質(zhì)量和U形管D的質(zhì)量。
(2)關(guān)于該實(shí)驗(yàn)方案,請(qǐng)回答下列問(wèn)題。
①若加熱反應(yīng)后不鼓入空氣,對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響是_______________。
②E處干燥管中盛放的藥品是堿石灰,其作用是_____________,如果實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有該裝置,則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果NaHCO3的質(zhì)量_____________(填“偏大”“偏小”或“無(wú)影響”)。
③若樣品質(zhì)量為w g,反應(yīng)后C、D裝置增加的質(zhì)量分別為m1g、m2g,則混合物中Na2CO3·10H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________(用含w、m1、m2的代數(shù)式表示)。
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