【題目】科學(xué)家積極探索新技術(shù)對(duì)CO2進(jìn)行綜合利用。
Ⅰ.CO2可用來(lái)合成低碳烯烴:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=akJ/mol
請(qǐng)回答:
(1)已知:H2和CH2=CH的燃燒熱分別是285.8kJ/mol和1411.0kJ/mol,且H2O(g)H2O((1)△H=-44.0kJ/mol,則a=________kJ/mol。
(2)上述由CO2合成CH2=CH2的反應(yīng)在________下自發(fā)進(jìn)行(填“高溫”或“低溫”)。
(3)在體積為1L的恒容密閉容器中,充入3molH2和1molCO2,測(cè)得溫度對(duì)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖1所示。下列說(shuō)法正確的是________。
A.平衡常數(shù)大。篕MN
B.其他條件不變,若不使用催化劑,則250℃時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率可能位于點(diǎn)M1
C.圖1中M點(diǎn)時(shí),乙烯的體積分?jǐn)?shù)為7.7%
D.當(dāng)壓強(qiáng)或n(H2)/n(CO2)不變時(shí)均可證明化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
(4)保持溫度不變,在體積為V L的恒容容器中以n(H2)∶n(CO2)=3∶1的投料比加入反應(yīng)物,t0時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡。請(qǐng)?jiān)趫D2中作出容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量隨時(shí)間變化的圖象。___________
Ⅱ.利用“Na-CO2”電池將CO2變廢為寶。我國(guó)科研人員研制出的可充電“Na-CO2”電池,以鈉箔和多壁碳納米管(MWCNT)為電極材料,總反應(yīng)為4Na+3CO22Na2CO3+C。放電時(shí)該電池“吸入”CO2,其工作原理如圖3所示:
(5)放電時(shí),正極的電極反應(yīng)式為__________________。
(6)若生成的Na2CO3和C全部沉積在正極表面,當(dāng)轉(zhuǎn)移0.2mole-時(shí),正極增加的質(zhì)量為_______g。
(7)選用高氯酸鈉四甘醇二甲醚做電解液的優(yōu)點(diǎn)是_____________________。
【答案】 -127.8 低溫 C 【作圖要求:O點(diǎn)坐標(biāo)(0,12.5),t0平衡時(shí)在12.5到20之間。】 3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C 11.2 導(dǎo)電性好、與金屬鈉不反應(yīng)、難揮發(fā)等特點(diǎn)
【解析】I.(1). ① H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=285.8kJ/mol;
② C2H4(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g) △H=1411.0kJ/mol;
③ H2O(g)═H2O(l) △H=44kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律:6×①②4×③得2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=6×(285.8kJ/mol)(1411.0kJ/mol)4×(44kJ/mol)= 127.8kJ/mol,故答案為:127.8;
(2). 根據(jù)上面所得熱化學(xué)方程式可知,△H<0即正向?yàn)榉艧岱磻?yīng),2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)反應(yīng)前后氣體體積減小,熵變△S<0,要滿(mǎn)足△HT△S<0,應(yīng)在低溫下能自發(fā)進(jìn)行,故答案為:低溫;
(3). A. 升高溫度二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率降低,則升溫平衡逆向移動(dòng),所以M點(diǎn)化學(xué)平衡常數(shù)大于N點(diǎn),故A錯(cuò)誤;B. 催化劑不能使平衡發(fā)生移動(dòng),由圖象可知,其他條件不變,若不使用催化劑,則250℃時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率位于點(diǎn)M,故B錯(cuò)誤;C. 在體積為1L的恒容密閉容器中,充入3mollH2和1molCO2,圖中M點(diǎn)時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率為50%,
6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2 (g)+4H2O(g)
起始量(mol) 3 1 0 0
變化量(mol) 1.5 0.5 0.25 1
平衡量(mol) 1.5 0.5 0.25 1
產(chǎn)物CH2=CH2的體積分?jǐn)?shù)=×100%=7.7%,故C正確;D.由方程式可知,當(dāng)壓強(qiáng)不變時(shí),說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到了平衡狀態(tài);因H2和CO2的起始加入量等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,則反應(yīng)過(guò)程中n( H2)/n(CO2 )始終不變,所以n( H2)/n(CO2 )不變不能證明化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài),故D錯(cuò)誤;答案選C;
(4).反應(yīng)前混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量==12.5,所以起點(diǎn)坐標(biāo)為(0,12.5),隨著反應(yīng)進(jìn)行,氣體的物質(zhì)的量減小,混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量增大,至t0時(shí)達(dá)到化學(xué)平衡,若全部轉(zhuǎn)化為CH2=CH2和H2O平均相對(duì)分子質(zhì)量==20,則t0達(dá)平衡時(shí)應(yīng)在區(qū)間12.5到20之間,所以圖象為,故答案為:;
II. (5).在正極上,CO2得電子發(fā)生還原反應(yīng),故電極方程式為3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C,故答案為:3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C;
(6).由正極發(fā)生的電極反應(yīng):3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C
3 4 2 1
0.15 0.2 0.1 0.05
m(總)=m(Na2CO3)+m(C)=106g/mol×0.1mol+12g/mol×0.05mol=11.2g,故答案為:11.2;
(7).選用髙氯酸鈉四甘醇二甲醚做電解液的優(yōu)點(diǎn)是導(dǎo)電性好,與金屬鈉不反應(yīng),難揮發(fā)等,故答案為:導(dǎo)電性好、與金屬鈉不反應(yīng)、難揮發(fā)等有點(diǎn)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)間的轉(zhuǎn)化,通過(guò)一步反應(yīng)不能實(shí)現(xiàn)的是( )
A.CO2→Na2CO3
B.FeCl3→FeCl2
C.H2SiO3→Na2SiO3
D.S→SO3
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下表是元素周期表的一部分,針對(duì)表中的①~⑩中元素,用元素符號(hào)或化學(xué)式填空回答以下問(wèn)題:
主族 | IA | IIA | IIIA | IVA | VA | VIA | VIIA | 0 |
二 | ① | ② | ||||||
三 | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ | ||
四 | ⑨ | ⑩ |
(1)在③~⑦元素中,原子半徑最大的是 ,其離子的原子結(jié)構(gòu)示意圖為
(2)元素的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物中酸性最強(qiáng)的 ,堿性最強(qiáng)的是 ,呈兩性的氫氧化物是 ;
(3)按要求寫(xiě)出下列兩種物質(zhì)的電子式:①的氫化物 ;⑨的最高價(jià)氧化物的對(duì)應(yīng)的水化物 ;
(4)在⑦與⑩的單質(zhì)中,化學(xué)性質(zhì)較活潑的是 ,可用什么化學(xué)反應(yīng)說(shuō)明該事實(shí)(寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式): 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖為實(shí)驗(yàn)室某濃鹽酸試劑瓶標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù),試根據(jù)標(biāo)簽上的有關(guān)數(shù)據(jù)回答下列問(wèn)題:
鹽酸
分子式:HCl
相對(duì)分子質(zhì)量:36.5
密度:1.19 g·cm-3
HCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù):36.5%
(1)該濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度為_________mol·L -1 。
(2)取用任意體積的該鹽酸溶液時(shí),下列物理量中不隨所取體積的多少而變化的是________。
A.溶液中HCl的物質(zhì)的量 B.溶液的濃度
C.溶液中Cl- 的數(shù)目 D.溶液的密度
(3)某學(xué)生取上述濃鹽酸100mL,
①若加水稀釋到500 mL,所得鹽酸的物質(zhì)的量濃度為________mol·L -1 。
②若需使該溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)樵瓉?lái)的,應(yīng)該加______mL蒸餾水。
③若需使該溶液的物質(zhì)的量濃度變?yōu)樵瓉?lái)的,需加蒸餾水的體積______119mL(該空填“>”“<”或“=”)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某無(wú)色溶液中含有大量的Ba2+、NH 、Cl﹣ , 在該溶液中還可能大量存在的離子是( )
A.Fe3+
B.CO
C.OH﹣
D.Mg2+
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】“加碘食鹽”、“高鈣牛奶”、“含氟牙膏”是我們?nèi)粘I罱?jīng)常接觸的商品,這里的碘、鈣、氟指的是( 。
A.元素
B.原子
C.分子
D.氧化物
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知蛋白質(zhì)含有C、H、O、N等元素。下列關(guān)于自然界中氮循環(huán)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 含氮無(wú)機(jī)物和含氮有機(jī)物可相互轉(zhuǎn)化
B. 碳、氫、氧三種元素也可能參與了氮循環(huán)
C. 銨鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽,發(fā)生了還原反應(yīng)
D. 目前人工固氮的反應(yīng)為N2+3H22NH3
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】如圖所示的電化學(xué)裝置,可用于凈化處理廁所排放廢水中的尿素(H2 NCON H2),同時(shí)產(chǎn)生電能.下列有關(guān)說(shuō)法不正確的是( )
A.右側(cè)的多孔碳電極是原電池的負(fù)極
B.電解質(zhì)溶液中H十向左側(cè)移動(dòng)
C.正極上發(fā)生還原反應(yīng):H2NCONH2+H2O﹣6e﹣═CO2+N2+6H+
D.電極上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下33.6LO2 , 電路中轉(zhuǎn)移6 mol電子
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