17.如圖是碳的正常循環(huán),但由于過度燃燒化石燃料,造成二氧化碳濃度不斷上升.研究和解決二氧化碳捕集、存儲和轉(zhuǎn)化問題成為當(dāng)前化學(xué)工作者的重要使命.

(1)有關(guān)碳循環(huán)的說法中正確的是ac
a.光合作用是光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能b.化石燃料是可再生的
c.循環(huán)過程有氧化還原反應(yīng)d.石油中含乙烯、丙烯,通過加聚反應(yīng)得到高分子化合物
(2)用釕的配合物作催化劑,一定條件下可直接光催化分解CO2發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)=2CO(g)+O2(g),該反應(yīng)的△H0>,(選填:>、<、=).
(3)CO2轉(zhuǎn)化途徑之一是:利用太陽能或生物質(zhì)能分解水制H2,然后將H2與CO2轉(zhuǎn)化為甲醇或其它的物質(zhì).
2H2O(1)=2H2(g)+O2(g)△H=+571.5kJ•mol-1
3H2(g)+CO2(g)=CH3OH(l)+H2O(1)△H=-137.8kJ•mol-1
則反應(yīng):4H2O (1)+2CO2(g)=2CH3OH(l)+3O2(g)△H=kJ•mol-1
你認(rèn)為該方法需要解決的技術(shù)問題有:.
a.開發(fā)高效光催化劑
b.將光催化制取的氫氣從反應(yīng)體系中有效分離,并與CO2催化轉(zhuǎn)化.
c.二氧化碳及水資源的來源供應(yīng)
(4)用稀氨水噴霧捕集CO2最終可得產(chǎn)品NH4HCO3.在捕集時,氣相中有中間體NH2COONH4(氨基甲酸銨)生成.現(xiàn)將一定量純凈的氨基甲酸銨置于恒容的密閉真空容器中,分別在不同溫度下進行反應(yīng):NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g).實驗測得的有關(guān)數(shù)據(jù)見下表.( t1<t2<t3
溫度(℃)
氣體總濃度
(mol/L)
時間(min)
152535
0000
t19×10-32.7×10-28.1×10-2
t23×10-24.8×10-29.4×10-2
t33×10-24.8×10-29.4×10-2
氨基甲酸銨分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)(“放熱”、“吸熱”).在15℃,此反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為:4×10-6
(5)用一種鉀鹽水溶液作電解質(zhì),CO2電催化還原為碳氫化合物(其原理見圖).在陰極上產(chǎn)生乙烯的電極反應(yīng)方程式為:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O.

分析 (1)a.光合作用是光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能;
b.化石燃料是不可再生的
c.化石燃料轉(zhuǎn)化為二氧化碳的循環(huán)過程是氧化還原反應(yīng);
d.裂解的目的是為了獲得乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、乙炔等;而不是石油中含乙烯、丙烯;
(2)當(dāng)△G=△H-T•△S<0時,反應(yīng)能自發(fā)進行;
(3)根據(jù)蓋斯定律,結(jié)合已知熱化學(xué)方程式,計算求解;根據(jù)所以發(fā)生反應(yīng)需要的條件判斷;
(4)根據(jù)表中溫度對生產(chǎn)氣體的濃度的影響分析;根據(jù)表中數(shù)據(jù)求出反應(yīng)NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)的平衡常數(shù),表中數(shù)據(jù)求出反應(yīng)NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)可知,c(NH3)=3×10-2×$\frac{2}{3}$=2×10-2mol/L,c(CO2)=3×10-2×$\frac{1}{3}$=1×10-2mol/L;
(5)在陰極上二氧化碳得電子生成乙烯,所以其電極反應(yīng)式為:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O.

解答 解:(1)a.光合作用是光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能,故正確;
b.化石燃料是不可再生的,故錯誤;
c.化石燃料轉(zhuǎn)化為二氧化碳的循環(huán)過程是氧化還原反應(yīng),故正確;
d.裂解的目的是為了獲得乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、乙炔等;而不是石油中含乙烯、丙烯,故錯誤;
故選:ac;
(2)2CO2(g)→2CO(g)+O2(g),反應(yīng)后氣體物質(zhì)的量增大,則混亂度增大,即△S>0;一定條件下可直接光催化分解CO2發(fā)生反應(yīng),△G=△H-T•△S<0時,反應(yīng)能自發(fā)進行,則該反應(yīng)△H>0,
故答案為:>;
(3)光催化制氫:①2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)△H=+571.5kJ•mol-1
H2與CO2耦合反應(yīng):②3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(l)+H2O(l)△H=-137.8kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律,把①×3+②×2得方程4H2O(l)+2CO2(g)→2CH3OH(l)+3O2(g)△H=571.5×3+(-137.8)×2=1438.9kJ•mol-1;根據(jù)所以發(fā)生反應(yīng)需要的條件可知需要解決的技術(shù)問題有:開發(fā)高效光催化劑;將光催化制取的氫從反應(yīng)體系中有效分離,并與CO2耦合催化轉(zhuǎn)化;
故答案為:+1438.9;ab;
(4)從表中數(shù)據(jù)可以看出,隨著溫度升高,氣體的總濃度增大,平衡正向移動,則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng);表中數(shù)據(jù)求出反應(yīng)NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)可知,c(NH3)=3×10-2×$\frac{2}{3}$=2×10-2mol/L,c(CO2)=3×10-2×$\frac{1}{3}$=1×10-2mol/L,所以K=c2(NH3)×c(CO2)=(2×10-2mol)2×1×10-2=4×10-6,
故答案為:吸熱;4×10-6
(5)在陰極上二氧化碳得電子生成乙烯,所以其電極反應(yīng)式為:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O,故答案為:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O.

點評 本題考查了蓋斯定律的應(yīng)用,反應(yīng)速率概念及其計算,化學(xué)平衡、化學(xué)平衡常數(shù)的概念及其計算,以及判斷反應(yīng)的焓變、熵變,電極方程式的書寫等相關(guān)知識的試題,要求考生利用圖表、進行數(shù)據(jù)分析判斷,吸收、提取有效信息,突出了化學(xué)信息運用能力的考查,題目難度較大.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

7.25℃時某些弱酸的電離平衡常數(shù)如下表所示:
CH3COOHHClOH2CO3
K(CH3COOH)
=1.8×10-5
K(HClO)
=3.0×10-8
K(H2CO3a1=4.4×10-7
K(H2CO3a2=4.7×10-11
常溫下,稀釋CH3COOH、HClO兩種酸時,溶液的pH隨加水量變化的曲線如圖所示,下列說法正確的是( 。
A.相同濃度的CH3COOH和HClO的混合溶液中,各離子濃度的大小關(guān)系是:c(H+)>c(ClO-)>c(CH3COO-)>c(OH-
B.圖象中a、c兩點所處的溶液中$\frac{c({R}^{-})}{c(HR)•c(O{H}^{-})}$相等(HR代表CH3COOH或HClO)
C.圖象中a點酸的濃度大于b點酸的濃度
D.向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的離子方程式為:2ClO-+CO2+H2O=2HClO+CO32-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:多選題

8.某污水中含有Fe3+、Ag+、Cu2+等離子,某工廠采用電解的方法處理該污水,具體的做法是:保持污水的pH在5.0~6.0之間,通過電解生成Fe(OH)3.Fe(OH)3具有吸附性,可吸附污物而沉積下來,有凈化水的作用,陰極產(chǎn)生的氣泡把污水中懸浮物帶到水面形成浮渣層,刮去(或撇掉)浮渣層,即起到了浮選凈化的作用.該廠污水處理設(shè)計裝置如圖所示,下列說法正確的是(  )
A.通入空氣的電極為陽極
B.甲裝置中Fe電極的反應(yīng)為Fe-3e-=Fe3+
C.為了使該燃料電池長時間穩(wěn)定運行,電池的電解質(zhì)組成應(yīng)保持穩(wěn)定,電池工作時,循環(huán)物質(zhì)為CO2
D.當(dāng)乙裝置中有1.6 g CH4參加反應(yīng),則C電極理論上生成氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為8.96 L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

5.下列離子方程式正確的是( 。
A.向含有Fe203的懸濁液中通入HI:Fe203+6H+═2Fe3++3H20
B.1 mol/L NaAl02溶液和1.5 mol/L HC1溶液等體積混合:6AlO2-+9H++3H2O═5A1(OH)3+Al3+
C.向Ca( Cl0)2溶液中通入S02:Ca2++2ClO-+S02+H20═CaSO3+2HC1O
D.向0.1 mol/LpH=l的NaHA溶液中加入NaOH溶液:HA-+OH-═H2O+A2-

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

12.向10mL0.10mol•L-1某一元酸HA溶液中滴加等濃度的NaOH溶液,滴加過程溶液的pH隨滴加NaOH溶液體積的變化如圖所示,下列敘述正確的是( 。
A.HA為一元強酸
B.水的電離程度:a點>b點>c點
C.c點時,酸和堿恰好完全反應(yīng)
D.d點時,溶液中離子濃度:c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

2.下列各粒子:①H3O+、NH${\;}_{4}^{+}$、Na+;②O${\;}_{2}^{2-}$、Na+、Mg2+;③OH-、NH${\;}_{2}^{-}$、F-;④CH4、NH3、H2O.具有相同質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)的一組是(  )
A.①②③B.①③④C.②③④D.①②④

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

9.氫氧燃料電池可以使用在航天飛機上,其反應(yīng)原理示意圖如圖.下列有關(guān)氫氧燃料電池的說法不正確的是( 。
A.該電池中電極b是正極
B.外電路中電子由電極b通過導(dǎo)線流向電極a
C.該電池的正極反應(yīng)為O2+4H++4e-=2H2O
D.該電池的總反應(yīng):2H2+O2=2H2O

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.市場上有一種加酶洗衣粉,即在洗衣粉中加入少量的堿性蛋白酶,它的催化活性很強,衣物的汗?jié)n、血跡以及人體排放的蛋白質(zhì)油漬等遇到它,皆能水解而除去.下列衣料中不能用加酶洗衣粉洗滌的是( 。
①棉織品、诿椘贰、垭婢]織品、苄Q絲織品、轀炀]織品、弈猃埧椘罚
A.①②③B.②④C.③④⑤D.③⑤⑥

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

15.三硫化四磷是黃綠色針狀結(jié)晶,其結(jié)構(gòu)如圖所示,不溶于冷水,溶于疊氮酸、二硫化碳、苯等有機溶劑.在沸騰的NaOH稀溶液中會迅速水解.回答下列問題:
(1)Se是S的下一周期同主族元素,其核外電子排布式為[Ar]3d104s24p4
(2)第一電離能:S<(填“>”“<”或“=”,下同)P;電負(fù)性:S>P.
(3)三硫化四磷分子中P原子采取sp3雜化,與PO3-互為等電子體的化合物分子的化學(xué)式為SO3
(4)二硫化碳屬于非極性 (填“極性”或“非極性”)分子.
(5)用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,0.1mol三硫化四磷分子中含有的孤電子對數(shù)為NA
(6)純疊氮酸(HN3)在常溫下是一種液體,沸點較高,為308.8K,主要原因是HN3分子間存在氫鍵.
(7)氫氧化鈉具有NaCl型結(jié)構(gòu),其晶飽中Na+與OH-之間的距離為acm,晶胞中Na+的配位數(shù)為6,用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,NaOH的密度為$\frac{20}{{a}^{3}{N}_{A}}$g•cm-3

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同步練習(xí)冊答案