【題目】低碳經(jīng)濟(jì)成為人們一種新的生活理念。二氧化碳的捕捉和利用是能源領(lǐng)域的一個(gè)重要研究方向。請(qǐng)你結(jié)合所學(xué)知識(shí)回答:

(1)①CO2催化加氫可制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)1/2C2H4(g)+ 2H2O(g), 該反應(yīng)體系的能量隨反應(yīng)過程變化關(guān)系如下圖所示, 則該反應(yīng)的△H =______(用含a、b的式子表示)。

已知:幾種化學(xué)鍵的鍵能如下表所示,實(shí)驗(yàn)測(cè)得上述反應(yīng)的△H=-152kJmol1,則表中的x=___________

化學(xué)鍵

C=O

H-H

C=C

C-H

H-O

鍵能/kJmol1

803

436

x

414

464

以稀硫酸為電解質(zhì)溶液,利用太陽(yáng)能電池將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯的工作原理如下圖所示。則N極上的電極反應(yīng)式為____________;該電解池中所發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

(2)CO2催化加氫可以制取乙醚的反應(yīng)如下:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+ 3H2O(g) △H=﹣122.5 kJmol1,某壓強(qiáng)下,合成二甲醚的反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如下圖所示。

①T1_______T2(填“<”、“=”或“>”),判斷理由是__________________________。

②T1溫度下,將6 mol CO212mol H2充入2 L的密閉容器中,經(jīng)過5 min反應(yīng)達(dá)到平衡,則0~ 5 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(CH3OCH3)=______。

③一定條件下,上述合成二甲醚的反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)后,若改變反應(yīng)的某個(gè)條件,下列變化能說明平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是______(填標(biāo)號(hào))。

A.逆反應(yīng)速率先增大后減小 B.容器中 c(H2)/c(CO2)的比值減小

C.H2的轉(zhuǎn)化率增大

【答案】 -(b-a)kJmol1 764 kJmol1 2H2O-4e-═4H++O2 2CO2+2H2O C2H4+3O2 < 因?yàn)榉磻?yīng)放熱,相同配比投料時(shí), T1溫度下轉(zhuǎn)化率大于T2溫度下的轉(zhuǎn)化率,平衡逆向移動(dòng)可知T1<T2 0.18 molL1min1 C

【解析】試題分析:本題考查反應(yīng)熱的計(jì)算,電解原理的應(yīng)用和電極反應(yīng)式、電解方程式的書寫,化學(xué)平衡圖像的分析,化學(xué)反應(yīng)速率的計(jì)算以及外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響。

(1)①由圖知CO2(g)+3molH2(g)具有的總能量大于1/2C2H4(g)+2H2O(g)具有的總能量,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)的ΔH=生成物具有的總能量-反應(yīng)物具有的總能量=-(b-a)kJ/mol。ΔH=反應(yīng)物的鍵能總和-生成物的鍵能總和=2E(C=O)+3E(H-H)-[1/2E(C=C)+2E(C-H)+4E(H-O)]=2803kJ/mol+3436kJ/mol-[1/2x+2414kJ/mol+4464kJ/mol]=-152kJ/mol,解得x=764kJ/mol。

根據(jù)圖示,在M電極上CO2發(fā)生得電子的還原反應(yīng)生成C2H4,M電極為陰極,M極上的電極反應(yīng)式為2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O;N電極為陽(yáng)極,N電極上生成O2, N極上的電極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+則電解池中所發(fā)生的總反應(yīng)的化學(xué)方程式為2CO2+2H2OC2H4+3O2。

(2)①該反應(yīng)的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率減小根據(jù)圖像知在投料比相同時(shí),T1平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率大于T2T1T2。

②H2CO2的投料比為12mol6mol=2,根據(jù)圖像投料比為2時(shí),T1溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%。轉(zhuǎn)化CO2物質(zhì)的量濃度為60%=1.8mol/L,則轉(zhuǎn)化CH3OCH3(g)物質(zhì)的量濃度為0.9mol/L,0~5min內(nèi)平均反應(yīng)速率υ(CH3OCH3)=0.9mol/L5min=0.18mol/(L·min)。

③A,逆反應(yīng)速率先增大后減小,平衡一定向逆反應(yīng)方向移動(dòng);B,容器中c(H2)/c(CO2)的比值減小,可能增大CO2濃度、減小H2濃度,增大CO2濃度平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),減小H2濃度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng);C,H2的轉(zhuǎn)化率增大,平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng);改變某個(gè)條件,平衡一定向正反應(yīng)方向移動(dòng)的是C,答案選C。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列各組物質(zhì)分類正確的是(

氧化物

A

硫酸

純堿

硫酸鈣

氧化鐵

B

鹽酸

燒堿

純堿

氧化鈣

C

碳酸

硫酸鈣

碳酸鈉

干冰

D

干冰

苛性鈉

食鹽

石灰石


A.A
B.B
C.C
D.D

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】葡萄糖和淀粉的混合物中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6.5%,則混合物中氧的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 ( )

A. 13.0B. 39.0C. 45.5D. 52.0

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【題目】下圖是某學(xué)校實(shí)驗(yàn)室買回的硫酸試劑標(biāo)簽的部分內(nèi)容。判斷下列說法正確的是( )

A. 該硫酸的濃度為9.2 mol·L1

B. 配制480 mL 4.6 mol·L1的稀硫酸需該H2SO4125mL

C. 該硫酸與等體積水混合質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?/span>49%

D. 取該硫酸100 mL,則濃度變?yōu)樵瓉淼?/span>

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)對(duì)于反應(yīng)2CO+O2=2CO2,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,4.48 L一氧化碳與足量的氧氣發(fā)生反應(yīng),生成的二氧化碳分子個(gè)數(shù)是__________________。

(2)現(xiàn)有一種泉水樣品,1.0 L這種泉水含有4.8×10-2 g Mg2+。那么,該泉水中Mg2+的物質(zhì)的量濃度是_______________,含1.0 mol Mg2+的這種泉水的體積是_______________升。

(3)如果mg氨氣由a個(gè)原子構(gòu)成,則2mg硫化氫中含有的分子數(shù)為_____________(用含a的代數(shù)式表示)。

(4)0.2mol的單質(zhì)Ax1.2molB2完全反應(yīng),生成0.8molAB3,則單質(zhì)Ax的化學(xué)式是_____________。

(5)現(xiàn)有未知濃度的鹽酸25mL,能跟20mL某濃度的氫氧化鈉溶液完全反應(yīng)。若先用0.1g碳酸鈣與25mL這種酸作用,剩余的酸需用上述氫氧化鈉溶液4mL才能中和。則該鹽酸的物質(zhì)的量濃度為______________,氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度為_________________

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【題目】能證明CH4分子空間結(jié)構(gòu)為正四面體而非平面正方形的事實(shí)是

A.CH4分子中的四個(gè)碳?xì)滏I的鍵能相等B.CH3Cl分子只有一種結(jié)構(gòu)

C.CHCl3分子只有一種結(jié)構(gòu)D.CH2Cl2分子只有一種結(jié)構(gòu)

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【題目】下列說法正確的是

A.原子最外層電子數(shù)為2的元素一定處于周期表的第IIA

B.H2OH2S穩(wěn)定是因?yàn)?/span>H2O分子間有氫鍵

C.離子化合物中可能含有共價(jià)鍵

D.因?yàn)辂}酸的酸性比氫硫酸(H2S水溶液)強(qiáng),所以非金屬性:ClS

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【題目】對(duì)工業(yè)廢氣物進(jìn)行脫硫(SO2)處理并加以利用,不僅可防止大氣污染,還能實(shí)現(xiàn)一定經(jīng)濟(jì)效益;卮鹣铝袉栴}

(1)熱化學(xué)碘硫循環(huán)脫硫,涉及以下三個(gè)反應(yīng)

bunsen反應(yīng):SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)2HI (g)+H2SO4(l) △H

硫酸分解反應(yīng):2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O(l) △H=+462kJ·mol-1

碘化氫分解反應(yīng):2HI(g)=H2(g)+I2(g)△H=+10kJ·mol-1

已知?dú)錃獾娜紵裏釣?/span>286kJ·mol-1,bunsen反應(yīng)的△H=_________kJ·mol-1

(2)在活性炭催化下,SO2Cl2發(fā)生反應(yīng):SO2(g)+Cl2(g)SO2Cl2(g)△H<0。在定溫定壓條件下,容器體積為10L的容器中加入等物質(zhì)的量的SO2Cl2,充分混合(二者物質(zhì)的量均為nmol),達(dá)到平衡后容器體積為8L。

①SO2Cl2能與水發(fā)生非氧化還原反應(yīng),生成兩種酸,則這兩種酸的化學(xué)式為_________。

下列事實(shí)中不能作為判斷硫元素和氯元素非金屬性強(qiáng)弱的依據(jù)是_________(填字母)。

A.硫化氫的分解溫度為300℃左右,氯化氫1500℃才分解

B.氫硫酸(H2S的水溶液)是一種弱酸,鹽酸是強(qiáng)酸

C.將氯氣通入氫硫酸中,溶液中產(chǎn)生黃色渾濁

D.高氯酸在無機(jī)含氧酸中酸性最強(qiáng)

度下,SO2的平衡轉(zhuǎn)化率α1=_________,反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_________(列式并計(jì)算)。

下列措施中不能進(jìn)一步提高氯氣的平衡轉(zhuǎn)化率的是_________。

A.平衡后將容器的體積壓縮為4L B.增大二氧化硫的濃度

C.升高溫度 D.將SO2Cl2(g)液化分離

若向該容器中初始投入SO2Cl2的物質(zhì)的量均為0.5nmol,則達(dá)到平衡時(shí)SO2的平衡轉(zhuǎn)化率:α2_________“>”“<”“=”)α1。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某無色透明的酸性溶液中能大量共存的是( )

A.Na+K+、Cu2+、SO42-B.NH4+、Na+、NO3-Cl-

C.K+、Ca2+HCO3-、Cl-D.Mg2+Fe3+、Cl-、OH-

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