【題目】CO、CO2是火力發(fā)電廠釋放出的主要尾氣,為減少對環(huán)境造成的影響,發(fā)電廠試圖采用以下方法將其資源化利用,重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。

1CO2來生產(chǎn)燃料甲醇的方法,可以將CO2變廢為寶。

已知在常溫常壓下,甲醇、CO的燃燒熱分別是726.5kJ·mol-1、110.5 kJ·mol-1。寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式:_____;

2COCl2在催化劑的作用下合成光氣(COCl2)。某溫度下,向2L的密閉容器中投入一定量的COCl2,在催化劑的作用下發(fā)生反應:COg+Cl2g COCl2gΔH = a kJ/mol反應過程中測定的部分數(shù)據(jù)如下表:

t/min

n(CO)/mol

n(Cl2)/mol

0

1.20

0.60

1

0.90

2

0.80

4

0.20

①反應02min末的平均速率vCOCl2=__________mol/L·min)。

②在2min4min間,vCl2______vCl2 (填“>”、“=”“<”), 該溫度下K =______。

③已知X、L可分別代表溫度或壓強,下圖表示L一定時,CO 轉(zhuǎn)化率隨X的變化關系。X代表的物理量是__________;a_________0 (填“>”“=”,“<”)。

3在催化劑作用下NOCO轉(zhuǎn)化為無毒氣體:

2COg)+2NOg2CO2 g)+N2 g

ΔH=748 kJ·mol-1

①一定條件下,單位時間內(nèi)不同溫度下測定的氮氧化物轉(zhuǎn)化率如圖1所示。溫度高于710K時,隨溫度的升高氮氧化物轉(zhuǎn)化率降低的原因可能是____________________。

②已知:測定空氣中NOCO含量常用的方法有兩種,方法1:電化學氣敏傳感器法。其中CO傳感器的工作原理如圖2所示,則工作電極的反應式為______________________;方法2:氧化還原滴定法。用H2O2溶液吸收尾氣,將氮氧化物轉(zhuǎn)化為強酸,用酸堿中和滴定法測定強酸濃度。寫出NOH2O2溶液反應的離子方程式_______________。

4COH2可以制備甲醇,反應為COg+2H2g CH3OHg),以甲醇為燃料,氧氣為氧化劑,KOH溶液為電解質(zhì)溶液,可制成燃料電池(電極材料為惰性電極)若電解質(zhì)溶液中KOH的物質(zhì)的量為0.8mol,當有0.5mol甲醇參與反應時,電解質(zhì)溶液中各種離子的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是_______________。

【答案】 CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) H=-616 kJ·mol-1 0.1 = 5 溫度 < 溫度升高到710K時,反應達到平衡狀態(tài),由于該反應是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,氮氧化物轉(zhuǎn)化率降低 CO-2e-+H2OCO2+2H+ 2NO+3H2O22NO3-+2H2O+2H+ cK+>cCO32->cHCO3->cOH->cH+

【解析】(1)由于甲醇、CO的燃燒熱分別是726.5kJ·mol-1、110.5 kJ·mol-1所以可知①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)△H =-1453 kJ·mol-1②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H =-221 kJ·mol-1,①-②可得2CH3OH(l)+2O2(g)=2CO(g)+4H2O(l) △H=-1232 kJ·mol-1,所以甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-616 kJ·mol-1答案為:CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=-616 kJ·mol-1

(2)①由表中數(shù)據(jù),可知0~2min內(nèi)△n(CO)=1.2mol-0.8mol=0.4mol,

由方程式可知,所以v(COCl2)==0.1 mol/(L·min);②4min內(nèi),反應的氯氣為:0.6mol-0.2mol=0.4mol,由方程式可知參加反應的CO為0.4mol,故4min時CO為1.2mol-0.4mol=0.8mol,與2min時CO的物質(zhì)的量相等,則2min、4min處于平衡狀態(tài),在2min~4min間,v(Cl2=v(Cl2

由方程式可知,平衡時生成COCl2為0.4mol,該溫度下平衡常數(shù)K===5③正反應為氣體體積減小的反應,增大壓強平衡正向移動,CO轉(zhuǎn)化率增大,而圖中隨X增大時,CO的平衡轉(zhuǎn)化率降低,平衡逆向移動,則X為溫度,正反應為放熱反應.答案為:① 0.1 ② = 、 5 ③ 溫度 、<

(3)①當溫度升高到710K時,單位時間內(nèi)反應達平衡,由于該反應是放熱反應,再升高溫度,平衡向左移動,轉(zhuǎn)化率降低②該裝置是原電池,通入一氧化碳的電極是負極,負極上一氧化碳失電子發(fā)生氧化反應,電極反應式為:CO-2e-+H2O=CO2+2H+,NO被H2O2溶液氧化成強酸硝酸,雙氧水被還原成水,則反應的離子方程式2NO+3H2O2=2NO3-+2H2O+2H+ 答案為:①溫度升高到710K時,反應達到平衡狀態(tài),由于該反應是放熱反應,升高溫度,平衡逆向移動,氮氧化物轉(zhuǎn)化率降低② CO-2e-+H2O=CO2+2H+ 、2NO+3H2O2=2NO3-+2H2O+2H+

(4)當有0.5mol甲醇參與反應時,產(chǎn)生的二氧化碳是0.5mol,和0.8mol氫氧化鉀反應,根據(jù)元素守恒可以計算n(K2CO3)=0.3mol,n(KHCO3)=0.2mol,二者的水溶液均為堿性,所以c(K+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)答案為:c(K+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】碳熱還原法廣泛用于合金及材料的制備。因答下列問題:

(1)種制備氮氧化鋁的反應原理為23Al2O3+15C+5N2=2Al23O27N5+15CO,產(chǎn)物Al23O27N5中氮的化合價為____,該反應中每生成1mol Al23O27N5,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為_____________。

(2)真空碳熱冶得法包含很多反應,其中的三個反應如下:

Al2O3(s)+3C(s)=Al2OC(s)+2CO(g) ΔH1

2Al2OC(s)+3C(s)=Al4C3(s)+2CO(g) ΔH2

2Al2O3(s)+9C(s)=Al4C3(s)+6CO(g) ΔH3

①ΔH3=______(用ΔH1、ΔH2表示)。

②Al4C3可與足量鹽酸反應制備種最簡單的烴。該反應的化學方程式為_____________。

(3)下列是碳熱還原制錳合金的三個反應,CO與CO2平衡分壓比的自然對數(shù)值(lnK=2.3031gK)與溫度的關系如圖所示(已知Kp是用平衡分壓代替濃度計算所得的平衡常數(shù),分壓=總壓×氣體的物質(zhì)的量分數(shù))。

Ⅰ.Mn3C(s)+4CO2(g)3MnO(s)+ 5CO(g) Kp(I)

Ⅱ.Mn(s)+CO2(g)MnO(s)+CO(g) Kp(Ⅱ)

Ⅲ.Mn3C(s)+CO2(g)3Mn(s)+2CO(g)Kp(Ⅲ)

①ΔH>0的反應是______ (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。

②1200K時,在一體積為2L的恒容密閉容器中有17.7gMn3C(s)和0.4molCO2,只發(fā)生反應Ⅰ,5min后達到平衡,此時CO的濃度為0.125mol/L,則0~5min內(nèi)v(CO2)=_____________

③在一體積可變的密閉容器中加入一定量的Mn(s)并充入一定量的CO2(g),只發(fā)生反應Ⅱ,下列能說明反應Ⅱ達到平衡的是_____(填標號)。

A.容器的體積不再改變

B.固體的質(zhì)量不再改變

C.氣體的總質(zhì)量不再改變

③向恒容密閉容器中加入Mn3C并充入0.1molCO,若只發(fā)生反應Ⅲ,則在A點反應達到平衡,當容器的總壓為akPa時,CO的轉(zhuǎn)化率為______;A點對應溫度下的Kp(Ⅲ)=________

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【題目】是氮族元素,黃砷(As4)是其一種單質(zhì),其分子結(jié)構與白磷(P4)相似,以下關于黃砷與白磷的比較敘述正確的是

A.分子中共價鍵鍵角均為109°28′ B.黃砷中共價鍵鍵能大于白磷

C.黃砷分子極性大于白磷 D.黃砷的熔點高于白磷

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【題目】等物質(zhì)的量的COCO2相比較,下列有關敘述中不正確的是

A.分子數(shù)目之比為11B.氧原子數(shù)目之比為12

C.原子總數(shù)目之比為32D.碳原子數(shù)目之比為11

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【題目】超音速飛機在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層.科學家正在研究利用催化技術將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2 , 化學方程式如下:2NO+2CO2CO2+N2
為了測定在某種催化劑作用下的反應速率,在某溫度下用氣體傳感器測得不同時間的NO和CO濃度如表:

時間/s

0

1

2

3

4

5

C(NO)/molL﹣1

1.00×10﹣3

4.50×10﹣4

2.50×10﹣4

1.50×10﹣4

1.00×10﹣4

1.00×10﹣4

C(CO)/molL﹣1

3.60×10﹣3

3.05×10﹣3

2.85×10﹣3

2.75×10﹣3

2.70×10﹣3

2.70×10﹣3

請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)若1molNO和1molCO的總能量比1molCO2和0.5molN2的總能量大,則上述反應的△H0(填寫“>”、“<”、“=”.)
(2)前2s內(nèi)的平均反應速率v(N2)=
(3)計算4s時NO的轉(zhuǎn)化率
(4)下列措施能提高NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2的反應速率的是
A.選用更有效的催化劑
B.升高反應體系的溫度
C.降低反應體系的溫度
D.縮小容器的體積
(5)研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時,增大催化劑比表面積可提高化學反應速率.為了分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學反應速率的影響規(guī)律,某同學設計了三組實驗,部分實驗條件已經(jīng)填在下面實驗設計表中.

實驗編號

T/℃

NO初始濃度/molL﹣1

CO初始濃度/molL﹣1

催化劑的比表面積/m2g﹣1

280

1.20×10﹣3

5.80×10﹣3

82

124

350

124

①請在上表格中填入剩余的實驗條件數(shù)據(jù).
②請在給出的坐標圖中,畫出上表中的Ⅰ、Ⅱ兩個實驗條件下混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖,并標明各條曲線是實驗編號.

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】在2 L密閉容器中進行反應:mX(g)+nY(g) pZ(g)+qQ(g),式中m、n、p、q為化學計量數(shù)。在0~3 min內(nèi),各物質(zhì)物質(zhì)的量的變化如下表所示:

已知2 min內(nèi)v(Q)=0.075 mol·L1·min1 , v(Z)∶v(Y)=1∶2。
(1)試確定:起始時n(Y)= , n(Q)=。
(2)方程式中m= , n= , p= , q=。
(3)用Z表示2 min內(nèi)的反應速率。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】已知450℃時,反應H2(g)+I2(g) 2HI(g)的K=50,由此推測在450℃時,反應2HI(g) H2(g)+I2(g)的化學平衡常數(shù)為( )
A.50
B.0.02
C.100
D.無法確定

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】下列有關膠體的說法不正確的是( 。

A.氫氧化鐵膠體具有吸附性,可做凈水劑

B.FeCl3溶液中滴加NaOH溶液,可制得Fe(OH)3膠體

C.可用丁達爾效應鑒別氫氧化鐵膠體和水

D.鹽鹵點豆腐、江河入?谔三角洲的形成、高壓直流電除煙塵均與膠體的性質(zhì)有關

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】有一種膠體溶液,在電泳實驗中其膠粒向陰極移動,對這種膠體溶液分別進行下列處理,不發(fā)生凝聚的是 ( 。

A.加硫酸鈉溶液B.加熱C.加硅酸膠體D.加氫氧化鐵膠體

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