由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問(wèn)題,如何降低大氣中的CO2含量并加以開(kāi)發(fā)利用,引起了各國(guó)的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。該反應(yīng)進(jìn)行過(guò)程中能量的變化(單位為kJ/mol)如圖所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)觀察圖像可知上述反應(yīng)過(guò)程中,斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量________________(填“大于”、“小于”或“等于”)形成生成物中的化學(xué)鍵釋放的總能量。
(2)甲醇的結(jié)構(gòu)類似于乙醇,試寫出甲醇的結(jié)構(gòu)式:_________。甲醇分子中的化學(xué)鍵類型是________________(填“離子鍵”或“共價(jià)鍵”)。
(3)科研人員開(kāi)發(fā)出一種新型甲醇燃料電池。其電解質(zhì)溶液是KOH溶液,在該電池的負(fù)極發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)是________________,發(fā)生的是________________(填“氧化”或“還原”)反應(yīng)。
(4)欲使合成甲醇的化學(xué)反應(yīng)速率加快,請(qǐng)寫出兩條措施:_____。
(5)下列事實(shí)能表明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)的是_______(填代號(hào))。
A.CO2(g)的濃度不再發(fā)生變化
B.單位時(shí)間內(nèi)消耗1 mol CO2的同時(shí)生成3 mol H2
C.在—個(gè)絕熱的容器中,混合物的溫度不再發(fā)生變化
D.在一個(gè)容積固定的容器內(nèi),壓強(qiáng)不再發(fā)生變化
解析:本題考查了化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、結(jié)構(gòu)式、化學(xué)鍵、化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡等知識(shí),意在考查考生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題的能力。(1)由圖像可以看出,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量,因此該反應(yīng)是放熱反應(yīng),即斷裂反應(yīng)物中的化學(xué)鍵吸收的總能量小于形成生成物中的化學(xué)鍵釋放的總能量。(3)甲醇燃料電池中,負(fù)極通入甲醇,發(fā)生氧化反應(yīng)。(4)欲使合成甲醇的化學(xué)反應(yīng)速率加快,可以采取升高溫度、增大壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物的濃度、使用催化劑等措施。(5)可逆反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)時(shí),正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,反應(yīng)物濃度、生成物濃度均不再改變,A項(xiàng)正確;根據(jù)反應(yīng)方程式可知,單位時(shí)間內(nèi)消耗1 mol CO2的同時(shí)生成3 mol H2,正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,表明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),B項(xiàng)正確;在一個(gè)絕熱的容器中,混合物的溫度不再發(fā)生變化,說(shuō)明沒(méi)有能量交換,反應(yīng)物濃度、生成物濃度均不再改變,表明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),C項(xiàng)正確;CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是一個(gè)氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),在一個(gè)容積固定的容器內(nèi),壓強(qiáng)不再發(fā)生變化,表明該反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài),D項(xiàng)正確。
答案:(除標(biāo)明外,每空1分)(1)小于
(2) 共價(jià)鍵
(3)甲醇 氧化
(4)升高溫度、使用合適的催化劑、增大壓強(qiáng)、增大反應(yīng)物的濃度等(任選2個(gè),2分)
(5)ABCD(2分)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
關(guān)于下列物質(zhì)的說(shuō)法,正確的是( )
A.三者含有的官能團(tuán)的種類相同 B.乙和丙中的-OH性質(zhì)相同
C.甲和乙互為同分異構(gòu)體 D.甲和丙互為同分異構(gòu)體
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
下列各組中的反應(yīng),不屬于同一反應(yīng)類型的是( )
A | 甲烷和氯氣光照制四氯化碳 | 乙酸和乙醇制乙酸乙酯 |
B | 實(shí)驗(yàn)室由乙醇制乙烯 | 乙醇使酸性高錳酸鉀溶液褪色 |
C | 溴丙烷水解制丙醇 | 淀粉制葡萄糖 |
D | 苯乙烯生成乙基環(huán)己烷 | 乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
電化學(xué)在日常生活中用途廣泛,圖①是鎂—次氯酸鈉燃料電池,電池總反應(yīng)為:Mg+ClO-+H2O===Cl-+Mg(OH)2,圖②是Cr2O工業(yè)廢水的處理。下列說(shuō)法正確的是( )
A.圖②中Cr2O向惰性電極移動(dòng),與該極附近的OH-結(jié)合轉(zhuǎn)化成Cr(OH)3被除去
B.圖②的電解池中,有0.084 g陽(yáng)極材料參與反應(yīng),陰極會(huì)有336 mL的氣體產(chǎn)生
C.圖①中發(fā)生的還原反應(yīng)是:Mg2++ClO-+H2O+2e-===Cl-+Mg(OH)2↓
D.若圖①中3.6 g鎂溶解產(chǎn)生的電量用以圖②廢水處理,則理論可產(chǎn)生10.7 g氫氧化鐵沉淀
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
如圖是某條件時(shí)N2與H2反應(yīng)過(guò)程中能量變化的曲線圖。下列敘述正確的是( )
A.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:2NH3N2+3H2 ΔH=-92 kJ·mol-1
B.正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能
C.a(chǎn)曲線是加入催化劑時(shí)的能量變化曲線
D.加入催化劑可增大正反應(yīng)速率,降低逆反應(yīng)速率
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
500 ℃、20 MPa時(shí),將H2和N2置于一容積為2 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程中H2、N2和NH3物質(zhì)的量變化如圖所示(10 min時(shí)達(dá)到第一次平衡),下列說(shuō)法正確的是( )
A.反應(yīng)開(kāi)始到第一次平衡時(shí),N2的平均反應(yīng)速率為0.005 mol/(L·min)
B.從曲線可以看出,反應(yīng)進(jìn)行到10 min至20 min時(shí)可能是使用了催化劑
C.從曲線可以看出,反應(yīng)進(jìn)行至25 min時(shí),增加了0.1 mol的氨氣
D.在25 min時(shí)平衡正向移動(dòng)但達(dá)到新平衡后NH3的體積分?jǐn)?shù)比原平衡小
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
一定溫度下,1 mol X和n mol Y在體積為2 L的密閉容器中發(fā)生如下反應(yīng):X(g)+Y(g)2Z(g)+M(s),5 min后達(dá)到平衡,此時(shí)生成2a mol Z。下列說(shuō)法正確的是( )
A.用X表示5 min內(nèi)此反應(yīng)的反應(yīng)速率是(0.1-0.2a) mol·(L·min)-1
B.當(dāng)混合氣體的質(zhì)量不再發(fā)生變化時(shí),說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C.向平衡后的體系中加入1 mol M,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng)
D.向上述平衡體系中再充入1 mol X,v(正)增大,v(逆)減小,平衡正向移動(dòng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
汽車排放的尾氣中含有NO2,NO2是城市大氣污染的主要污染物之一,在日光照射下,NO2發(fā)生一系列光化學(xué)煙霧的循環(huán)反應(yīng),從而不斷產(chǎn)生O3,加重空氣污染。反應(yīng)過(guò)程為①2NO2—→2NO+2O,②2NO+O2—→2NO2,③O+O2—→O3。下列對(duì)該反應(yīng)過(guò)程及生成物敘述正確的是 ( )
A.NO2起催化劑作用 B.NO起催化劑作用
C.NO2只起氧化劑作用 D.O3與O2為同分異構(gòu)體
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
某化學(xué)課外活動(dòng)小組在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行“氨的催化氧化”實(shí)驗(yàn)。
(1)A處是氣體發(fā)生裝置,A中所用的試劑只能從下列物質(zhì)中選。
①硝酸銨;②碳酸銨;③碳酸氫銨;④氯化銨;⑤熟石灰;⑥氫氧化鈉。
若A中制取氣體時(shí)只用了一種藥品,則該藥品可以是__________(填選項(xiàng)編號(hào)),在只用一種藥品制取氨氣時(shí),圖中空白處所需儀器應(yīng)為_(kāi)___________(選填下列儀器編號(hào),固定裝置省略)。
(2)該裝置補(bǔ)充完整后,仍然存在一定的缺陷,試從安全與環(huán)保的角度來(lái)考慮,對(duì)該裝置進(jìn)行改進(jìn):
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(3)按照改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn),請(qǐng)完成以下問(wèn)題:
①裝置B的作用是_____________________________________________________;
②寫出C中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______________________________________;
③若A、B處試劑足量,則裝置D中可以觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象有________________________________________________________________________。
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