【題目】人類活動產(chǎn)生的CO2長期積累,威脅到生態(tài)環(huán)境,其減排問題受到全世界關(guān)注。
(1)工業(yè)上常用高濃度的K2CO3 溶液吸收CO2,得溶液X,再利用電解法使K2CO3 溶液再生,其裝置示意圖如圖:
在陽極區(qū)發(fā)生的反應(yīng)包括 和H ++ H2O + CO2↑。簡述在陰極區(qū)再生的原理 。
(2)再生裝置中產(chǎn)生的CO2和H2在一定條件下反應(yīng)生成甲醇等產(chǎn)物,工業(yè)上利用該反應(yīng)合成甲醇。已知:25 ℃,101 kPa下:H2(g) +O2(g) H2O(g) Δ H1= 242 kJ/mol
CH3OH(g) +O2(g) CO2 (g) + 2 H2O(g) Δ H2= 676 kJ/mol
① 寫出CO2和H2生成氣態(tài)甲醇等產(chǎn)物的熱化學(xué)方程式 。
②下面表示合成甲醇的反應(yīng)的能量變化示意圖,其中正確的是 (填字母序號)。
(3)在密閉的再生裝置中,加入5 mol H2與2 mol CO2發(fā)生反應(yīng)生成甲醇,反應(yīng)達(dá)到平衡時,改變溫度(T)和壓強(qiáng)(p),反應(yīng)混合物中甲醇(CH3OH)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化情況如圖所示,下列說法正確的是 。
A.p1> p2> p3>p4
B.甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越高,反應(yīng)的平衡常數(shù)越大
C.圖示中,該反應(yīng)的溫度變化為:T1> T2> T3>T4
D.T4、p4時,H2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%
(4)已知某種甲醇燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,示意圖如下:工作結(jié)束后,B電極室溶液的pH與工作前相比將 (填寫“增大”、“減小”或“不變”,溶液體積變化忽略不計)。A電極附近甲醇發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。
【答案】(1)①4OH 4e2H2O + O2↑(或2H2O4e4H+ + O2↑) ②存在電離平衡: H+ +,陰極H+放電,濃度減小平衡右移(或溶液中H+放電,增大了OH –濃度,與反應(yīng),從而使再生)
(2)①CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g) △H = 50 kJ/mol ②a
(3)ACD
(4)不變 CH3OH + H2O 6e6H++ CO2↑
【解析】本題考查電解池原理,熱化學(xué)方程式的書寫,化學(xué)平衡移動原理,原電池原理。
(1)在陽極區(qū)水電離產(chǎn)生的氫氧根離子放電生成氧氣和氫離子,氫離子再與碳酸氫根離子結(jié)合生成二氧化碳?xì)怏w和水,電極反應(yīng)式為:①4OH 4e2H2O + O2↑(或2H2O4e4H+ + O2↑)②存在電離平衡:H+ +,陰極H+放電,濃度減小平衡右移(或溶液中H+放電,增大了OH –濃度,與反應(yīng),從而使再生)。
(2)①H2(g) + 1/2 O2(g) H2O(g) Δ
(3) A.根據(jù)反應(yīng)方程式,溫度相同時壓強(qiáng)增大,合成甲醇的反應(yīng)正向移動,平衡時甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)增大,由圖像知p1> p2> p3>p4,正確;B.化學(xué)方程式確定時平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)高,反應(yīng)的平衡常數(shù)可能相等,錯誤;C.溫度升高,平衡逆向移動,平衡時甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)減小,圖示中,該反應(yīng)的溫度變化為:T1> T2> T3>T4,正確;D.T4、p4時甲醇物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.2,設(shè)甲醇物質(zhì)的量為x。
,x=1,H2的平衡轉(zhuǎn)化率,3/5×100%=60%,正確,故選ACD。
(4)B電極室是電池的正極,氧氣得到電子與氫離子結(jié)合生成水,溶液體積變化忽略,所以工作結(jié)束后,B電極室溶液的pH與工作前不變;負(fù)極甲醇失去電子生成二氧化碳和氫離子,電極反應(yīng)式為:CH3OH + H2O 6e6H++ CO2↑。
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【題目】(1)相同條件下,某容器共收集到1體積CO2、3體積H2,該容器中CO2、H2的物質(zhì)的量之比是__________;若該容器收集的CO2、H2兩種氣體所含分子數(shù)相等,則CO2、H2的質(zhì)量之比是_____________。
(2)0.01 mol某物質(zhì)的質(zhì)量為1.08g,此物質(zhì)的摩爾質(zhì)量為_________。
(3)已知A是二價金屬,82 g該金屬的硝酸鹽中含有6.02 x1023個硝酸根離子,則該硝酸鹽的摩爾質(zhì)量為________________。
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【題目】下列各組物質(zhì),前者屬于電解質(zhì),后者屬于非電解質(zhì)的是( )
A.NaCl晶體、BaSO4 B.鋁、二氧化碳
C.硫酸、蔗糖 D.熔融KNO3、氨水
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【題目】科學(xué)家提出硅是“21世紀(jì)的能源”,這主要是由于作為半導(dǎo)體材料的硅在太陽能發(fā)電過程中具有重要的作用。下列關(guān)于硅的說法中正確的是 ( )
A. 自然界硅的貯量豐富
B. 自然界中存在大量單質(zhì)硅
C. 二氧化硅被用于制作計算機(jī)芯片
D. 光導(dǎo)纖維的主要成分是Si
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【題目】用 MnO2 和濃鹽酸制取純凈干燥的氯氣,并讓氯氣與銅粉反應(yīng)制取純凈的無水 CuCl2,裝置如圖所示。請回答下列問題:
(1)實驗前檢查整套裝置的氣密性的方法是______________,寫出 A 中反應(yīng)的化學(xué)方程式____________。
(2)B 中選用的試劑是____________,其作用是_____________;C 中選用的試劑是_____________,其作用是____________________。
(3)D 中反應(yīng)的化學(xué)方程式是________________。
(4)裝置 E 的目的是_______________,寫出 E 中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。
(5)但實驗發(fā)現(xiàn) D 中得到的無水 CuCl2 總是偏藍(lán)色,請你幫他們分析這是為什么?_________________,提出改進(jìn)方案:____________________________。
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【題目】下圖為實驗室制取少量乙酸乙酯的裝置圖。下列關(guān)于該實驗的敘述中,不正確的是
A. 試管b中導(dǎo)氣管下端管口不能浸入液面的目的是防止實驗過程中產(chǎn)生倒吸現(xiàn)象
B. 實驗時加熱試管a的目的之一是及時將乙酸乙酯蒸出,使平衡向生成乙酸乙酯的方向移動
C. 試管b中飽和溶液的作用是吸收隨乙酸乙酯蒸出的少量乙酸和乙醇
D. 向a試管中先加入濃硫酸,然后邊搖動試管邊慢慢加入乙醇,再加冰醋酸
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【題目】“物質(zhì)的量”是一個將微觀粒子與宏觀物質(zhì)聯(lián)系起來的物理量。下列說法不正確的是( )
A. 1 mol NaCl的體積為22.4 L
B. 1 mol H2含有6.02×1023個氫分子
C. 1 mol O2含有2 mol氧原子
D. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,1 mol H2的體積為22.4 L
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