【題目】 CO2的資源化利用一直是化學家們關注的重要課題,中科院大連化學物理研究所設計了一種新型多功能復合催化劑,成功地實現(xiàn)了CO2直接加氫制取高辛烷值汽油:(反應①),該研究成果被評價為“CO2催化轉化領域的突破性進展

(1)已知氫氣的燃燒熱為,若要利用的燃燒熱求a的值,則還需要知道一個反應的,該反應是________________________________。反應①在一定條件下具有自發(fā)性,則a_______________0(“>”“<”)。

(2)向某密閉容器中按一定投料比充入、,控制條件使其發(fā)生反應:。測得的平衡轉化率與溫度、壓強之間的關系如圖1所示:

X表示_________________________(“>”“<”)。欲提高的平衡轉化率并提高單位時間內(nèi)的產(chǎn)量,可采取的措施是______________________(填兩種)。

(3)控制一定溫度、催化劑,按不同投料比將反應物通入到某密閉容器中,測得平衡時的百分含量與投料比之間的關系如圖2所示,則____________。

(4)在釕-銠雙金屬催化劑的作用下,CH3OH、CO2、H2可高效地轉化為乙酸,反應方程式為。一定溫度下,向某剛性容器中通入等物質的量的三種原料氣,測得體系中的總壓強與時間的關系如下表所示:

t/min

0

5

10

15

20

25

30

p/kPa

3

2.7

2.5

2.35

2.26

2.2

2.2

則反應開始到達到平衡的過程中,____________________________

(5)碳捕捉技術的發(fā)展也有利于CO2在資源應用方面得到充分利用。常溫下,若某次用NaOH溶液捕捉空氣中的CO2所得溶液的pH=10,并測得溶液中,則_____________。

【答案】 < 壓強 < 增大壓強、增大 3.2 0.032 80

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律分析;當△G=H-TS<0時反應可以自發(fā)進行;

(2)該反應為放熱反應,若X為溫度,隨溫度升高平衡逆向移動,氫氣的轉化率應減小,與圖形不符,所以X為壓強,Y為溫度;

(4)剛性容器中,氣體的分壓之比等于物質的量之比,所以可以把壓強等效為物質的量來進行計算,所以不妨設初始投料為CH3OHCO2、H2均為1mol,則平衡時氣體的總物質的量為2.2mol,設平衡時三種物質的轉化量為x,則列三段式有

則有3(1-x)+2x=2.2mol,解得x=0.8mol。

(1)表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為H2(g)+O2(g)=H2O(l)H ②;

又已知反應 ①;

-×16可得反應,根據(jù)蓋斯可知若再知道該反應的焓變,即可求反應①的焓變;當△G=H-TS<0時反應可以自發(fā)進行,該反應為氣體減少的反應,所以△S<0,若要滿足△H-TS<0則△H必須小于0;

(2)根據(jù)分析可知X表示壓強,Y表示溫度,相同壓強下,溫度越高氫氣的轉化率越小,所以Y1<Y2;增大二氧化碳的濃度可以使平衡正向移動,且反應速率增大,單位時間內(nèi)C5H12(l)的產(chǎn)率增大;該反應為氣體體積減小的反應,縮小體積增大壓強也可以使平衡正向移動,同時增大反應速率;降低溫度、及時移走生成物雖然能使平衡正向移動,但會使反應速率減小,綜上所述可以采取的措施有增大壓強、增大;

(3)對于可逆反應,當反應物的投料比與計量數(shù)之比相等時,產(chǎn)物的平衡百分含量最大,所以n0==3.2;

(4)根據(jù)表格數(shù)據(jù)可知25min時反應達到平衡,結合分析可知該時段內(nèi)△p(CO2)=0.8kPa,所以v(CO2)==0.032kPa/min;結合分析可知平衡時p(CO2)= p(CH3OH)= p(H2)=0.2kPa;p(H2O)= p(CH3COOH)=0.8kPa,所以Kp==80kPa-1

(5)Ka2(H2CO3)=,時,pH=10,即c(H+)=10-10mol/L,所以Ka2(H2CO3)=0.5×10-10=5×10-11。

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】乳酸亞鐵晶體{[CH3CHOHCOO]2Fe3H2O}是一種很好的食品鐵強化劑,易溶于水,吸收效果比無機鐵好,可由乳酸與FeCO3 反應制得:2CH3CHOHCOOH+FeCO3+2H2O→[CH3CHOHCOO]2Fe3H2O+CO2

Ⅰ.制備FeCO3:裝置如圖所示。

1B的名稱是____

2)①清洗儀器,檢查裝置氣密性的方法是:在D處導管末端套上夾止水夾的橡膠管,在A中加入水,分別打開活塞K1K3。關閉活塞K2,若觀察到___,則氣密性良好。

②倒掉A中的水,加入鹽酸,在B中加入鐵粉、C中加入NH4HCO3溶液。關閉活塞K2,打開活塞K1K3;滴入足量鹽酸后,關閉活塞K1,開動攪拌器,反應一段時間后關閉活塞K3,打開活塞K2,C中發(fā)生的反應的離子方程式為____

Ⅱ.制備乳酸亞鐵晶體:將制得的FeCO3加入乳酸溶液中,加入少量鐵粉,在75℃下攪拌使之充分反應。然后再加入適量乳酸。

3)加入少量鐵粉的作用是___。從所得溶液中獲得乳酸亞鐵晶體所需的實驗操作是:隔絕空氣低溫蒸發(fā),冷卻結晶,____、洗滌、干燥。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】丙烯是一種重要的化工原料?捎杀榇呋摎渲苽洹

主反應:①C3H8(g)=C3H6(g)+H2(g) ΔH1

副反應:②C3H8(g)=C2H4(g)+CH4(g)

C2H4(g)+H2(g)=C2H6(g)

C3H8(g)+H2(g)=C2H6(g)+CH4(g)

回答下列問題:

1)已知:C3H8(g)+O2(g)=C3H6(g)+H2O(g) ΔH2=117kJ/mol

H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH3=242kJ/mol。反應①的ΔH1=___。

2)某溫度下,在體積不變的密閉容器內(nèi)發(fā)生反應①,起始總壓強為105Pa,平衡時總壓增加了20%。則C3H8的轉化率為___;該反應的平衡常數(shù)Kp=___Pa。若提高C3H8的平衡轉化率,可采取的措施有___(填標號)。

A.增大C3H8的濃度

B.提高溫度

C.恒容下通入惰性氣體

D.使用高效催化劑

3)工業(yè)生產(chǎn)中常采用恒壓下充入高溫水蒸氣的條件。如圖表示常壓下反應①C3H8的平衡轉化率與溫度及水烴比(M)的關系,M2___5(填“>”“<”)。

4)已知高溫下CC鍵斷裂反應比CH鍵斷裂的脫氫反應容易發(fā)生,這將導致丙烯選擇性降低;同時高溫加劇催化劑表面積炭,導致催化劑迅速失活。在生產(chǎn)中充入CO2的作用之一是利于催化劑活性保持,其原因是___。反應氣中的配比對催化劑活性的影響如表所示。其中C3H6收率最高時的配比是___

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【題目】李蘭娟院士團隊在救治感染新型冠狀病毒患者過程中,發(fā)現(xiàn)達蘆那韋對新冠病毒有一定的抑制作用。下列有關該物質的說法正確的是

A.含有苯環(huán),屬于芳香烴

B.苯環(huán)上的一溴代物代物有5種同分異構體

C.1 mol該物質最多能與7 mol H2發(fā)生加成反應

D.不能溶于水、酸溶液、堿溶液

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】隨原子序數(shù)遞增,八種短周期元素(用字母x等表示)原子半徑的相對大小、最高正價或最低負價的變化如圖所示。

根據(jù)判斷出的元素回答問題:

1f在周期表中的位置是________

2)比較d、e常見離子的半徑大。ㄓ没瘜W式表示,下同):________>________;比較gh的最高價氧化物對應水化物的酸性強弱________>________。

3)任選上述元素組成一種四原子共價化合物,寫出其電子式:_________________________。

4e的單質在足量中燃燒的化學方程式:_________________________

5)上述元素可組成鹽。向盛有溶液的燒杯中滴加溶液,沉淀物質的量隨溶液體積的變化示意圖如下:

R溶液的電離方程式____________________________。

②寫出m點反應的離子方程式:____________________。

③若在R溶液中改加溶液,充分反應后,溶液中產(chǎn)生沉淀的物質的量為________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】以北京大學馬丁教授為代表的多個團隊,研發(fā)出了高效的鐵基(如、、)費托合成催化劑,以為原料可高產(chǎn)率合成烯烴、烷烴,如、,為煤的氣化、液化使用開拓了新途徑。

中能量最高的能級上的電子云有__________種伸展方向,位于不同方向中運動的電子的能量大小關系是_______________。當原子電子排布由時,體系的能量_________(填增大減小)。

、CO三種元素的第一電離能由大到小的順序為___________;分子中碳原子的雜化軌道類型為________________;題干所述反應中分子中斷裂的化學鍵類型為__________(填字母)。

A2σ鍵、1B1σ鍵、2C.非極性鍵

⑶新戊烷分子中5個碳原子形成的空間構型是_______________,該分子是________(填極性非極性)分子。隨著烴分子中碳原子數(shù)目的增加,同系物的沸點升高,其原因是_________。

⑷碳、鐵之間可形成多種化合物,其中一種化合物的晶體結構(面心立方結構)如圖所示:

則編號為的原子的坐標為_____________;該化合物的化學式為_____________;設該晶體的晶胞參數(shù)為,阿伏加德羅常數(shù)的值為,則該晶體的密度為____________________(列出計算式即可)。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知25 ℃0.1 mol·L1醋酸溶液的pH約為3,向其中加入醋酸鈉晶體,等晶體溶解后發(fā)現(xiàn)溶液的pH增大。對上述現(xiàn)象有兩種不同的解釋:甲同學認為醋酸鈉水解呈堿性,增大了c(OH),因而溶液的pH增大;乙同學認為醋酸鈉溶于水電離出大量醋酸根離子,抑制了醋酸的電離,使c(H)減小,因此溶液的pH增大。

(1)上述兩種解釋中________(”)正確。

(2)為了驗證上述哪種解釋正確,繼續(xù)做如下實驗:向0.1 mol·L1的醋酸溶液中加入少量下列物質中的________(填寫編號字母),然后測定溶液的pH。

A.固體CH3COOK

B.固體CH3COONH4

C.氣體NH3

D.固體NaHCO3

(3)________(”)的解釋正確,溶液的pH________(增大、減小不變”)(已知25 ℃ 時,CH3COONH4溶液呈中性)。

(4)常溫下將0.010 mol CH3COONa0.004 mol HCl溶于水,配制成0.5 L混合溶液。判斷:

溶液中共有________種粒子。

溶液中有兩種粒子的物質的量的和一定等于0.010 mol,它們是________________。

溶液中n(CH3COO)n(OH)n(H)________mol。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】某同學為了探究原電池產(chǎn)生電流的過程,設計了如圖所示實驗。

1)打開K,觀察到的現(xiàn)象為 ,

2)關閉K,觀察到的現(xiàn)象是 ,

此電池的負極的電極反應式為 ,

總反應式為 。

3)關閉K,溶液中陽離子向 (填ZnC)極運動,

外電路中,電子流動方向是

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】工業(yè)廢氣中的二氧化硫和氮氧化物是大氣主要污染物,脫硫脫氮是環(huán)境治理的熱點問題;卮鹣铝袉栴}:

1)已知氮及其化合物發(fā)生如下反應:

N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180kJ·mol-1

N2(g)+2O2(g)2NO2(g) ΔH=+68kJ·mol-1

2NO(g)+O2(g)2NO2(g)ΔH___kJ·mol-1。

2)利用KMnO4脫除二氧化硫的離子方程式為:___

①□MnO+SO2+H2OMnO+ +□ 。(在里填入系數(shù),在“__”上填入微粒符號)

②在上述反應中加入CaCO3可以提高SO2去除率,原因是___。

3CaSO3Na2SO4混合漿液可用于脫除NO2,反應過程為:

I.CaSO3(s)+SO(aq)CaSO4(s)+SO(aq)

II.SO(aq)+2NO2(g)+H2O(l)SO(aq)+2NO(aq)+2H+(aq)

漿液中CaSO3質量一定時,Na2SO4的質量與NO2的去除率變化趨勢如圖所示。

a點后NO2去除率降低的原因是___

4)檢測煙道氣中NOx含量的步驟如下:

I.VL氣樣通入適量酸化的H2O2溶液中,使NOx完全被氧化為NO

II.加水稀釋至100.00mL,量取20.00mL該溶液,與V1mLc1mol·L-1FeSO4標準溶液(過量)充分混合;

III.c2mol·L-1KMnO4標準溶液滴定剩余的Fe2+,終點時消耗V2mL。

NOH2O2氧化為NO的離子方程式為___

②滴定過程中主要使用的玻璃儀器有___和錐形瓶等。

③滴定過程中發(fā)生下列反應:

3Fe2++NO+4H+=NO↑+3Fe3++2H2O

MnO+5Fe2++8H+=Mn2++5Fe3++4H2O

煙氣氣樣中NOx折合成NO2的含量為__mg·m-3。

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