【題目】CO2是重要的化工原料,也是應(yīng)用廣發(fā)的化工產(chǎn)品。CO2與過氧化鈉或超氧化鉀反應(yīng)可產(chǎn)生氧氣。

完成下列計(jì)算:

(1)CO2通入氨水生成NH4HCO3,NH4HCO3很容易分解。2.00 mol NH4HCO3完全分解,分解產(chǎn)物經(jīng)干燥后的體積為_________L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)。

(2)某H2中含有2.40 molCO2,該混合氣體通入2.00 L NaOH溶液中,CO2被完全吸收。如果NaOH完全反應(yīng),該NaOH溶液的濃度為_______。

(3)CO2和KO2有下列反應(yīng):4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2,4KO2+4CO2+2H2O→4KHCO3+3O2,若9 mol CO2在密封艙內(nèi)和KO2反應(yīng)后生成9 mol O2,則反應(yīng)前密封艙內(nèi)H2O的量應(yīng)該是多少_______?列式計(jì)算。

(4)甲烷和水蒸氣反應(yīng)的產(chǎn)物是合成甲醇的原料:CH4+H2OCO+3H2,已知:CO+2H2CH3OH,CO2+3H2CH3OH+H2O。300 mol CH4完全反應(yīng)后的產(chǎn)物中,加入100 mol CO2后合成甲醇。若獲得甲醇350 mol,殘留氫氣120 mol,計(jì)算CO2的轉(zhuǎn)化率_______。

【答案】89.62.4 mol/L≥c≥1.2mol/L8KO2+6CO2+2H2O=2K2CO3+4KHCO3+6O2

n(CO2)∶n(O2)=6∶2

n(H2O)=(9/6)×2=3(mol)300 mol CH4完全反應(yīng)產(chǎn)生H2 900mol

設(shè)CO2轉(zhuǎn)化率為α,CO轉(zhuǎn)化率為β

300β+100α=350 600β+300α=900-120

α=80%

或設(shè)CO2轉(zhuǎn)化率為α

900350×2100α=120

α=80/100=80%

【解析】

試題

1)碳酸氫銨分解的化學(xué)方程式為:NH4HCO3H2O+NH3↑+CO2,從方程式可以看出,分解產(chǎn)物經(jīng)干燥后,所得氣體為NH3CO2,且n(NH3)+ n(CO2)=2n(NH4HCO3)=2×2.00mol=4.00mol,則V(混合氣體)=4.00mol×22.4L/mol=89.6L,即分解產(chǎn)物經(jīng)干燥后的體積為89.6L。

2)根據(jù)題意要求,2.40 molCO2被完全吸收,NaOH也完全反應(yīng),則反應(yīng)的產(chǎn)物可能是Na2CO3(此時(shí)NaOH的濃度最大)或NaHCO3(此時(shí)NaOH的濃度最。┗Na2CO3NaHCO3的混合物。用極值思想分析兩個(gè)特殊情況:

①CO2+NaOH=NaHCO3,n(NaOH)= n(CO2)=2.40mol,則c(NaOH)==1.20mol/L;

②CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O,n(NaOH)=2n(CO2)=4.80mol,則c(NaOH)==2.40mol/L;

綜合(1)、(2)可知,NaOH溶液的濃度應(yīng)該為1.20mol/L≤c(NaOH)≤2.40mol/L

3)法一:

依題意,9 mol CO2在密封艙內(nèi)和KO2反應(yīng)后生成9 mol O2,即n(CO2)∶n(O2)=1∶1,通過觀察題給兩個(gè)方程式可知,當(dāng)把兩個(gè)方程式相加時(shí)正好符合題目要求:

8KO2+6CO2+2H2O→2K2CO3+4KHCO3+6O2

所以有n(H2O)=n(CO2)=×9mol=3mol,即反應(yīng)前密封艙內(nèi)H2O的物質(zhì)的量為3mol。

法二:

設(shè)反應(yīng)前密封艙內(nèi)H2O的物質(zhì)的量為n

4KO2+ 4CO2+ 2H2O → 4KHCO3+ 3O2

2nn 1.5n

4KO2+ 2CO2→ 2K2CO3+ 3O2

9-2n 1.5(9-2n)

根據(jù)題意生成氧氣9mol,所以有1.5n+ 1.5(9-2n)=9mol,解得n=3mol,即反應(yīng)前密封艙內(nèi)

H2O的物質(zhì)的量為3mol。

4)法一:

CH4+ H2OCO + 3H2

300mol 300mol 900mol

設(shè)CO2的轉(zhuǎn)化率為αCO的轉(zhuǎn)化率為β

CO + 2H2CH3OH CO2+ 3H2CH3OH + H2O

300βmol 600βmol 300βmol 100αmol 300αmol 100αmol

根據(jù)題意,共生成350mol甲醇,所以有300βmol+100αmol=350mol-------①

根據(jù)題意,反應(yīng)后殘留氫氣120mol,則實(shí)際參加反應(yīng)的氫氣為900mol-120 mol,所以有

600βmol+300αmol="900mol-120" mol--------②

①②式可得α=0.8,即CO2的轉(zhuǎn)化率為80%。

法二:

在合成甲醇的反應(yīng)中,氫元素在生成物中有兩種存在形式,一是存在于甲醇中,二是存在于水中,設(shè)CO2的轉(zhuǎn)化率為α

CH4+ H2OCO + 3H2

300mol 900mol

CO2+ 3H2CH3OH + H2O

100αmol 100αmol

根據(jù)題意,反應(yīng)后殘留氫氣120mol,則實(shí)際參加反應(yīng)的氫氣為900mol-120 mol,根據(jù)反應(yīng)中氫元素的守恒可有:900mol-120mol=350mol×2+100αmol,解得α=0.8,即CO2的轉(zhuǎn)化率為80%。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】元素鉻(Cr)在溶液中主要以Cr3+(藍(lán)紫色)、CrOH4(綠色)、Cr2O72(橙紅色)、CrO42(黃色)等形式存在,CrOH3為難溶于水的灰藍(lán)色固體,回答下列問題:

1Cr3+Al3+的化學(xué)性質(zhì)相似,在Cr2SO43溶液中逐滴加入NaOH溶液直至過量,可觀察到的現(xiàn)象是_________。

2CrO42Cr2O72在溶液中可相互轉(zhuǎn)化。室溫下,初始濃度為1.0 mol·L1Na2CrO4溶液中cCr2O72)隨cH+)的變化如圖所示。

用離子方程式表示Na2CrO4溶液中的轉(zhuǎn)化反應(yīng)____________。

由圖可知,溶液酸性增大,CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率__________(填增大減小不變)。根據(jù)A點(diǎn)數(shù)據(jù),計(jì)算出該轉(zhuǎn)化反應(yīng)的平衡常數(shù)為__________。

升高溫度,溶液中CrO42的平衡轉(zhuǎn)化率減小,則該反應(yīng)的ΔH_________(填大于”“小于等于)。

3)在化學(xué)分析中采用K2CrO4為指示劑,以AgNO3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定溶液中的Cl,利用Ag+CrO42生成磚紅色沉淀,指示到達(dá)滴定終點(diǎn)。當(dāng)溶液中Cl恰好完全沉淀(濃度等于1.0×105mol·L1)時(shí),溶液中cAg+)為_______ mol·L1,此時(shí)溶液中cCrO42)等于__________ mol·L1。(已知Ag2CrO4、AgClKsp分別為2.0×10122.0×1010)。

4+6價(jià)鉻的化合物毒性較大,常用NaHSO3將廢液中的Cr2O72還原成Cr3+,反應(yīng)的離子方程式為______________

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【題目】用還原法可以將硝酸廠煙氣中的大量氮氧化物(NOx),轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。常溫下,將NOH2的混合氣體通入Ce(SO4)2Ce2(SO4)3的混合溶液中,其轉(zhuǎn)化過程如下圖所示。下列說法不正確的是

A. 反應(yīng)I的離子反應(yīng)方程式為2Ce4++H2=2Ce3++2H+

B. 反應(yīng)II中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為1:2

C. 反應(yīng)前溶液中c(Ce4+)一定等于反應(yīng)后溶液中的c(Ce4+)

D. 反應(yīng)過程中混合溶液內(nèi)Ce3+Ce4+離子的總數(shù)一定保持不變

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【題目】某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示,下列有關(guān)該有機(jī)物的說法不正確的是

①分子式為C10H18O3

②易溶于水

③分子中含有兩種官能團(tuán)

④可使溴水和酸性高錳酸鉀溶液褪色,且褪色原理相同

⑤能發(fā)生加成、取代、酯化、消去、催化氧化等反應(yīng)

⑥所有的原子可能共平面

A. ①②③④⑤ B. ①②⑤⑥ C. ①②④⑤⑥ D. 全部不正確

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【題目】現(xiàn)有m g某氣體,它由雙原子分子構(gòu)成,它的摩爾質(zhì)量為M g·mol1。若阿伏加德羅常數(shù)的值用NA表示,氣體摩爾體積用Vm表示則:

1)該氣體的物質(zhì)的量為________。

2)該氣體所含分子數(shù)為________

3)該氣體所含原子總數(shù)為________。

4)該氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為________。

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【題目】在標(biāo)準(zhǔn)狀況下①6.72 L CH43.01×1023個(gè)HCl分子 ③13.6 g H2S0.2 mol NH3,下列對這四種氣體的關(guān)系從大到小表達(dá)正確的是(  )

a.體積②>>>

b.密度②>>>

c.質(zhì)量②>>>

d.氫原子個(gè)數(shù)①>>>

A. abcB. bcdC. acdD. abcd

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某小組為研究電化學(xué)原理,設(shè)計(jì)如圖裝置。下列敘述不正確的是

A. a和b不連接時(shí),鐵片上會(huì)有金屬銅析出

B. a和b用導(dǎo)線連接時(shí),銅片上發(fā)生的反應(yīng)為Cu2++2e=Cu

C. 無論a和b是否連接,鐵片均會(huì)溶解,溶液均從藍(lán)色逐漸變成淺綠色

D. a和b用導(dǎo)線連接時(shí),鐵片作正極

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【題目】2020年是太原市創(chuàng)建第六屆全國文明城市的攻堅(jiān)之年,目標(biāo)是努力打造宜居、宜業(yè)、宜樂、宜游的良好環(huán)境,持續(xù)提升城市文明程度和市民文明素質(zhì)。下列做法不符合這一目標(biāo)的是(

A.使用可降解快餐盒

B.種植綠色無公害蔬菜

C.隨意丟棄使用過的醫(yī)用口罩

D.將普通燈泡更換為LED節(jié)能燈

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【題目】一定溫度下,在三個(gè)容積相同的恒容密閉容器中按不同方式投入反應(yīng)物,發(fā)生反應(yīng)2SO2(g)+ O2(g)2SO3(g)(正反應(yīng)放熱),測得反應(yīng)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下:

容器1

容器2

容器3

反應(yīng)溫度T/K

700

700

800

反應(yīng)物投入量

2molSO2、1molO2

4molSO3

2molSO2、1molO2

平衡v(SO2)/mol·L-1·s-1

v1

v2

v3

平衡c(SO3)/mol·L-1

c1

c2

c3

平衡體系總壓強(qiáng)p/Pa

p1

p2

p3

物質(zhì)的平衡轉(zhuǎn)化率a

a 1(SO2)

a 2(SO3)

a 3(SO2)

平衡常數(shù)K

K1

K2

K3

下列說法正確的是

A. v1< v2,c2< 2c1 B. K1> K3,p2> 2p3

C. v1< v3,α1(SO2 ) < α3(SO2 ) D. c2> 2c3,α2(SO3 )+α3(SO2 )<1

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