【題目】二氧化碳的捕集與利用是實現(xiàn)溫室氣體減排的重要途徑之一。
(1)目前工業(yè)上用的捕碳劑NH3和(NH4)2CO3,它們與CO2發(fā)生如下可逆反應(yīng):
2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)(NH4)2CO3(aq) ΔH1
NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)NH4HCO3(aq) ΔH2
(NH4)2CO3(aq)+H2O(l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq) ΔH3
則ΔH3=______________(用含ΔH1、ΔH2的代數(shù)式表示)
(2)利用CO2制備乙烯是我國能源領(lǐng)域的一個重要戰(zhàn)略方向,具體如下:
方法一:CO2催化加氫合成乙烯,其反應(yīng)為:
2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=a kJ·mol-1
起始時按n(CO2)∶n(H2)=1∶3的投料比充入20L的恒容密閉容器中,不同溫度下平衡時的H2和H2O的物質(zhì)的量如圖甲所示:
①下列說法正確的是________;
A.該反應(yīng)正反應(yīng)的活化能小于逆反應(yīng)的活化能
B.其它條件不變時,若壓縮容器容積,則活化分子百分數(shù)增大,v正和v逆均增大
C.測得容器內(nèi)混合氣體平均分子量不隨時間改變時,說明反應(yīng)已達到平衡
D.使用合適的催化劑,催化劑改變反應(yīng)歷程,減小反應(yīng)焓變,加快反應(yīng)速率
②393K下,H2的平衡轉(zhuǎn)化率為__________(保留三位有效數(shù)字);
③393K下,該反應(yīng)達到平衡后,再向容器中按n(CO2)∶n(H2)=1∶3投入CO2和H2則n(H2)/n(C2H4)將__________(填“變大”或“不變”或“變小”或“無法確定”);
方法二:用惰性電極電解強酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如圖乙所示。
④b電極上的電極反應(yīng)式為_________________________;
⑤該裝置中使用的是_________________(填“陽”或“陰”)離子交換膜。
【答案】 2ΔH2-ΔH1 AC 67.4% 變小 2CO2+12e-+12H+=C2H4+4H2O 陽
【解析】(1)① 2NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)═(NH4)2CO3(aq)△H1
② NH3(l)+H2O(l)+CO2(g)═NH4HCO3(aq)△H2
根據(jù)蓋斯定律②×2-①可得:(NH4)2CO3(aq)+H2O (l)+CO2(g)2NH4HCO3(aq)△H3=2△H2-△H1;
(2)①A.使用催化劑,可降低反應(yīng)活化能,加快反應(yīng)速率,故A正確;B.其它條件不變時,若擴大容器容積,則U正減小,v逆減小,故B錯誤;C.反應(yīng)前后氣體物質(zhì)的量減小,氣體質(zhì)量不變,測得容器內(nèi)混合氣體平均分子量不隨時間改變時,說明反應(yīng)已達到平衡,故C正確;D.反應(yīng)使用合適的催化劑,催化劑改變反應(yīng)歷程加快反應(yīng)速率,不改變化學平衡,不改變反應(yīng)焓變,故D錯誤;故答案為AC;
②圖象分析可知,393K時平衡狀態(tài)下水的物質(zhì)的量為58mol,結(jié)合化學平衡三行計算列式,設(shè)起始量二氧化碳和氫氣分別為amol,3amol,
2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)
初起:a 3a 0 0
變化:293a-42=87 14.558
平衡:a-2942 14.558
所以a=43,
轉(zhuǎn)化率=×100%=×100%=67.4%;
③393K下,該反應(yīng)達到平衡后,再向容器中按n(CO2):n(H2)=1:3投入CO2和H2,相當于增大壓強,平衡正向移動,所以則n(H2)/n(C2H4)將變;
④電解時,二氧化碳在b極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙烯,電極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O;
⑤離子交換只允許氫離子通過,所以是陽離子交換膜。
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【題目】在水溶液中能大量共存的一組離子是
A.Ag+、Ca2+、Cl-、Br- B.I-、H+、SO42-、 ClO-
C.Al3+、NH4+、Cl-、CO32- D.K+、Mg2+、NO3-、SCN-
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【題目】4-甲基-2-乙基-1-戊烯經(jīng)催化加氫所得產(chǎn)物名稱為( )
A. 2,4-二甲基己烷B. 2,5-二甲基戊烷
C. 2-乙基-4-甲基戊烷D. 4-甲基-2-乙基戊烷
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【題目】下列各組物質(zhì)中,不能由組成它的兩種元素單質(zhì)直接化合得到的是()
A. FeS B. CuS C. SO2 D. Al2S3
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【題目】氯酸鉀在工業(yè)上具有廣泛的應(yīng)用,某研究性學習小組利用下圖所示的實驗裝置制備氯酸鉀。回答下列問題:
(1)KClO3中氯元素的化合價是______。
(2)①實驗裝置依次連接的合理順序為B→____→___→____。
②檢驗裝置B氣密性的方法是___________________。
③D中所盛試劑是____________。
④實驗結(jié)束后,取出A中裝置冷卻結(jié)晶、過濾、洗滌。檢驗洗滌干凈的操作為_____。
(3)工業(yè)上可用KClO3與Na2SO3在H2SO4存在下制備高效、低毒的消毒劑ClO2,該反應(yīng)的離子方程式為_________。
(4)上述實驗中多余的氯氣可以通入水中制備飽和氯水,該實驗小組欲測定新制飽和氯水中氯元素的總量。回答下列問題:
①次氯酸的電子式為_______。
②根據(jù)下列資料,為該小組設(shè)計一個可行的實驗方案(不必描述操作過程的細節(jié)): 。
資料:ⅰ.次氯酸會破壞酸堿指示劑;
ⅱ.次氯酸或氯水可被SO2、H2O2、FeCl2等物質(zhì)還原成Cl-。
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【題目】重水(D2O)是重要的核工業(yè)原料,下列說法錯誤的是()
A. 重水是原子反應(yīng)堆的導熱劑
B. 氘(D)原子核內(nèi)有1個中子
C. H2O與D2O的物理性質(zhì)不相同
D. 1H、D與16O、18O形成的水分子,其相對分子質(zhì)量不相同的有5種
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