【題目】CO2是一種溫室氣體,據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè),到21世紀(jì)中葉,全球氣溫將升高1.5~4.5 ℃,地球氣溫的升高會(huì)引起海平面升高,對(duì)人類的生存環(huán)境產(chǎn)生巨大的影響。如何合理地利用CO2是擺在科學(xué)家面前的一個(gè)重大課題。回答下列問題:
(1)工業(yè)上利用高溫、高壓條件,可用CO2與NH3合成尿素[CO(NH2)2],該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___。
(2)一定條件下,不同量的CO2與不同量的NaOH充分反應(yīng)放出的熱量如下表所示:
CO2的量 | NaOH溶液的量 | 放出的熱量 | |
① | 22.0 g | 750 mL 1.0 mol·L-1 | x kJ |
② | 1.0 mol | 2.0 L 1.0 mol·L-1 | y kJ |
寫出該條件下CO2與NaOH溶液反應(yīng)生成NaHCO3的熱化學(xué)方程式: ___________________。
(3)在一定溫度和催化劑作用下,可將CO2轉(zhuǎn)化為燃料CH4,反應(yīng)方程式為CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) ΔH。當(dāng)300 ℃時(shí),一定量的CO2和H2混合氣體在容積為2 L的恒容密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),5 min后達(dá)到平衡,此時(shí)各物質(zhì)的濃度如下表:
物質(zhì) | CO2(g) | H2(g) | CH4(g) | H2O(g) |
濃度/mol·L-1 | 0.2 | 0.8 | a | 1.6 |
則平衡時(shí)容器中甲烷的物質(zhì)的量n(CH4)=________。從反應(yīng)開始到達(dá)到平衡時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率v(CH4)=__________。500 ℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=16,則該反應(yīng)的ΔH__________(填“>”“<”)0。
(4)CO2還可用于生產(chǎn)甲醇,一定條件下,發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH。
①在容積為2 L的恒容密閉容器中,通入2 mol CO2和3 mol H2發(fā)生上述反應(yīng),下列說法能夠表明該可逆反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________(填字母)。
a.消耗3 mol H2(g)時(shí),有1 mol CH3OH(g)生成
b.轉(zhuǎn)移3 mol電子時(shí),反應(yīng)的CO2為11.2 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)
c.體系中氣體的密度不變
d.水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)保持不變
e.單位時(shí)間內(nèi)生成H2(g)與生成H2O(g)的物質(zhì)的量之比為3∶1
②用多孔石墨作電極,30% KOH溶液作電解質(zhì)溶液,可設(shè)計(jì)如圖甲所示的甲醇燃料電池,該電池的負(fù)極反應(yīng)式為______________________________。若將該燃料電池與電解飽和食鹽水的裝置進(jìn)行串聯(lián)(如圖),當(dāng)有0.12 mol 電子發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí),斷開電源,將溶液冷卻至室溫,測(cè)得食鹽溶液為120 mL,則此時(shí)乙裝置中溶液的pH=________(假設(shè)食鹽水中有足量的NaCl,且Cl2完全逸出)。
【答案】CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O CO2(g)+NaOH(aq)=NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1 1.6 mol 0.16 mol·L-1·min-1 < de CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O 14
【解析】
(1)CO2與NH3合成尿素,其反應(yīng)方程式為CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O;
答案為CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O;
(2)22.0 g CO2的物質(zhì)的量為=0.5 mol,n(NaOH)=1.0 mol·L-1×0.75 L=0.75 mol,即n(CO2)∶n(NaOH)=2∶3,此時(shí)的熱化學(xué)方程式為2CO2(g)+3NaOH(aq)=NaHCO3(aq)+Na2CO3(aq)+H2O(l) ΔH=-4x kJ·mol-1 Ⅰ;n(CO2)=1.0 mol,n(NaOH)=1.0 mol·L-1×2.0 L=2.0 mol,即n(CO2)∶n(NaOH)=1∶2,此時(shí)的熱化學(xué)方程式為2NaOH(aq)+CO2(g)=Na2CO3(aq)+H2O(l) ΔH=-y kJ·mol-1 Ⅱ;根據(jù)蓋斯定律,Ⅰ-Ⅱ可得目標(biāo)熱化學(xué)方程式:NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1;
答案為NaOH(aq)+CO2(g)=NaHCO3(aq) ΔH=-(4x-y) kJ·mol-1;
(3)根據(jù)化學(xué)方程式中CH4與H2O的化學(xué)計(jì)量數(shù)的關(guān)系可計(jì)算c(CH4)==0.8 mol·L-1,平衡時(shí)容器中的甲烷的物質(zhì)的量n(CH4)=0.8 mol·L-1×2 L=1.6 mol;v(CH4)==0.16 mol·L-1·min-1;300 ℃時(shí),平衡常數(shù)K==25>16,即300 ℃時(shí)的平衡常數(shù)比500 ℃時(shí)大,由此可見升溫時(shí),平衡逆向移動(dòng),故正反應(yīng)為放熱反應(yīng),即ΔH<0;
答案為1.6 mol;0.16 mol·L-1·min-1;<;
(4)①a、消耗H2,生成CH3OH,反應(yīng)方向都是向正反應(yīng)方向進(jìn)行,因此消耗3molH2,生成1molCH3OH,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故a不符合題意;
b、反應(yīng)的任何時(shí)間,都有轉(zhuǎn)移3mol電子時(shí),反應(yīng)的CO2為11.2L(標(biāo)況下),不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故b不符合題意;
c、組分都是氣體,氣體總質(zhì)量不變,容器為恒容,氣體體積不變,因此氣體密度不變,不能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故c不符合題意;
d、根據(jù)化學(xué)平衡的定義,當(dāng)水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)不再改變,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故d符合題意;
e、生成H2,反應(yīng)向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,生成H2O,反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行,且3:1等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,因此單位時(shí)間內(nèi)生成H2(g)與生成H2O(g)的物質(zhì)的量比為3∶1,能說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故e符合題意;
答案為de;
②負(fù)極上CH3OH被氧化生成CO2,CO2與溶液中的OH-反應(yīng)生成CO32-,故負(fù)極反應(yīng)式為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;電解飽和食鹽水的陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-=2OH-+H2↑,轉(zhuǎn)移0.12 mol電子時(shí),生成的n(NaOH)=n(e-)=0.12 mol,c(OH-)==1 mol·L-1,c(H+)==10-14 mol·L-1,pH=-lg10-14=14;
答案為CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O;14。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某溫度下2 L密閉容器中,3種氣體起始狀態(tài)和平衡狀態(tài)時(shí)的物質(zhì)的量(n)如下表所示。
X | Y | W | |
n(起始狀態(tài))/mol | 2 | 1 | 0 |
n(平衡狀態(tài))/mol | 1 | 0.5 | 1.5 |
下列說法正確的是( )
A. 升高溫度,若W的體積分?jǐn)?shù)減小,則此反應(yīng)ΔH>0
B. 該溫度下,此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=6.75
C. 增大壓強(qiáng),正、逆反應(yīng)速率均增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)
D. 該溫度下,再向該容器中加入1.5 mol W,達(dá)到新平衡時(shí),c(X)=0.25 mol·L-1
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】A~H為中學(xué)化學(xué)中常見的物質(zhì),其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中“〇”代表化合物,“□”代表單質(zhì),A為醫(yī)學(xué)上治療胃酸過多的一種藥劑,G為淡黃色固體,C在通常狀況下為無(wú)色液體,F為金屬單質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題:
(1)G的化學(xué)式為________,G中陰陽(yáng)離子個(gè)數(shù)比為______,每生成1mol G轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為________ 。
(2)A、D的水溶液均呈_______(填酸性、堿性或中性),反應(yīng)①②③④中屬于氧化還原反應(yīng)的有_______個(gè)。
(3)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式。
A→B+C+D:__________________,
F+C:__________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下圖表示滲透作用裝置圖,其中半透膜為膀胱膜,甲、丙裝置中A、B、a、b溶液濃度分別用MA、MB、Ma、Mb表示,乙、丁裝置分別表示一段時(shí)間后甲、丙裝置的狀態(tài),液面上升的高度分別為h1、h2。如果A、B、a、b均為蔗糖溶液,且MA>MB,Ma=Mb>MA,則達(dá)到平衡后( )
A. h1>h2、Ma>MbB. h1>h2、Ma<Mb
C. h1<h2、Ma<MbD. h1<h2、Ma>Mb
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是
A. MnO2+ 4HCl(濃)MnCl2 +Cl2↑ + 2H2O中,氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為1∶4
B. 2H2S+ SO2=3S+2H2O中,氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量之比為1∶1
C. 3S+ 6KOH=2K2S+ K2SO3+3H2O中,被氧化和被還原的硫元素物質(zhì)的量之比為2∶1
D. Al2O3+N2+3C2AlN+3CO中,氧化劑和還原劑物質(zhì)的量之比為1∶3
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列離子方程式正確的是( )
A. 用銀氨溶液檢驗(yàn)乙醛中的醛基:CH3CHO+2Ag(NH3)2+ +2OH- CH3COONH4 +3NH3+2Ag↓+H2O
B. 苯酚鈉溶液中通入少量CO2:CO2 +H2O+2C6H5O-→2C6H5OH+CO32-
C. 氯乙烷中滴入AgNO3溶液檢驗(yàn)其中氯元素:Cl-+Ag+=AgCl↓
D. 乙酸滴入氫氧化銅懸濁液中:2CH3COOH+Cu(OH)2=Cu2++2CH3COO-+2H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】鹵代烴在堿性醇溶液中能發(fā)生消去反應(yīng)。
例如,
該反應(yīng)式也可表示為
下面是幾種有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)化關(guān)系:
(1)根據(jù)系統(tǒng)命名法,化合物A的名稱是_____________。
(2)反應(yīng)①的反應(yīng)類型_________,反應(yīng)③的反應(yīng)類型___________
(3)化合物E是重要的工業(yè)原料,寫出由D生成E的化學(xué)方程式:_______。
(4)C1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是______________,F(xiàn)1的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是______________
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】Ⅰ.(1)真空碳熱還原-氧化法可實(shí)現(xiàn)由鋁礦制備金屬鋁,其相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下:
Al2O3(s)+AlCl3(g)+3C(s)=3AlCl(g)+3CO(g) △H=akJ·mol-1
3AlCl(g)=2Al(l)+AlCl3(g) △H=bkJ·mol-1
反應(yīng)Al2O3(s)+3C(s)=2Al(l)+3CO(g)的△H=___kJ·mol-1(用含a、b的代數(shù)式表示);
(2)已知2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g) △H反應(yīng)過程的能量變化如圖所示,已知1molSO2(g)氧化為1molSO3放出99kJ的熱量,請(qǐng)回答下列問題:
①圖中A分別表示____;
②E的大小對(duì)該反應(yīng)的反應(yīng)熱____(填“有”或“無(wú)”)影響;
③該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)____(填“升高”“降低”)。
Ⅱ.碳是形成化合物種類最多的元素,其單質(zhì)及化合物是人類生產(chǎn)生活中的主要能源物質(zhì)。請(qǐng)回答下列問題:
(3)有機(jī)物M經(jīng)過太陽(yáng)光光照可轉(zhuǎn)化成N,轉(zhuǎn)化過程如圖:
ΔH=+88.6 kJ/mol
則M、N相比,較穩(wěn)定的是___。
(4)已知CH3OH(l)的燃燒熱ΔH=-238.6kJ/mol,CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-akJ/mol,則a__238.6(填“>”“<”或“=”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】金屬是非常有用的材料,以下是四種金屬的相關(guān)性質(zhì)。
金屬 | 熔點(diǎn)(℃) | 密度(g/cm3) | 相對(duì)強(qiáng)度 (1表示很弱) | 相對(duì)硬度 (1表示很軟) | 每噸價(jià)格 (元) |
鋁 | 660 | 2.7 | 11 | 2.8 | 11400 |
銅 | 1085 | 8.9 | 33 | 3.0 | 38000 |
鐵 | 1538 | 7.9 | 20 | 4.5 | 4000 |
鈦 | 1668 | 4.5 | 40 | 6.0 | 160000 |
完成下列填空:
(1)鋁用作電線是利用了鋁的_________性;鐵用作炊具是利用了鐵的_________性。
(2)工業(yè)上常以Cu為原料制備CuSO4,“綠色化學(xué)”要求從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和環(huán)保來設(shè)計(jì)可行的化學(xué)反應(yīng),生產(chǎn)應(yīng)盡量減少對(duì)環(huán)境的副作用。下列反應(yīng)符合“綠色化學(xué)”的是(_______)
A.Cu + 2H2SO4(濃) CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
B.2Cu + O22CuO,CuO + H2SO4→CuSO4 +H2O
(3)常溫下由于濃硫酸能使鐵___________,因此濃硫酸可用鐵槽車運(yùn)輸。
(4)鈦是制造飛機(jī)的材料之一。根據(jù)表中數(shù)據(jù),解釋為何用鈦來制造飛機(jī)。______________
(5)鋼是主要含有鐵的合金。汽車車身可以用鋁或鋼制造。已知鐵在潮濕的空氣中會(huì)迅速腐蝕,而鋁不會(huì)。請(qǐng)解釋鋁耐腐蝕的原因。_______________________________________
(6)根據(jù)表中數(shù)據(jù),描述用鋁來取鋼制造汽車車身的一項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)和一項(xiàng)缺點(diǎn)。
優(yōu)點(diǎn):_____________________________________________________________________
缺點(diǎn):_____________________________________________________________________
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