【題目】隨著人類對(duì)溫室效應(yīng)和資源短缺等問題的重視,如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用CO2 , 引起了各國的普遍重視.
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來生產(chǎn)燃料甲醇.為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn),
在體積為1L的密閉容器中,充入1mol CO2和3mol H2 , 一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.0kJ/mol
測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如圖所示.
①從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率 v (H2)=mol/(Lmin).
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 .
③下列措施中能使 n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 .
A.升高溫度 B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將H2O(g)從體系中分離 D.再充入1molCO2和3molH2
(2)①在載人航天器的生態(tài)系統(tǒng)中,不僅要求分離去除CO2 , 還要求提供充足的O2 . 某種電化學(xué)裝置可實(shí)現(xiàn)如下轉(zhuǎn)化:2CO2═2CO+O2 , CO可用作燃料.
已知該反應(yīng)的陽極反應(yīng)為:4OH﹣﹣4e﹣═O2↑+2H2O則陰極反應(yīng)式為:
②有人提出,可以設(shè)計(jì)反應(yīng)2CO═2C+O2(△H>0、△S<0)來消除CO的污染.請(qǐng)你判斷是否可行并說出理由:;
【答案】
(1)0.225;K= ;CD
(2)2CO2+4e﹣+2H2O=2CO+4OH﹣;不可行;該反應(yīng)是一個(gè)焓增、熵減的反應(yīng),任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行
【解析】解:(1)①利用三段式解題法計(jì)算
CO2(g) | + | 3H2(g) | CH3OH(g | + | H2O(g) | ||
開始(mol/L): | 1 | 3 | 0 | 0 | |||
變化(mol/L): | 0.75 | 0.25 | 0.75 | 0.75 | |||
平衡(mol/L): | 0.25 | 0.75 | 0.75 | 0.75 |
從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)= =0.225 molL﹣1min﹣1 ,
故答案為:0.225;
②平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積,則K= ,故答案為:K= ;
③要使n(CH3OH)/n(CO2)增大,應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),
A.因正反應(yīng)放熱,升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則n(CH3OH)/n(CO2)減小,故A錯(cuò)誤;
B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大,但對(duì)反應(yīng)物質(zhì)來說,濃度沒有變化,平衡不移動(dòng),n(CH3OH)/n(CO2)不變,故D錯(cuò)誤.故B錯(cuò)誤;
C.將H2O(g)從體系中分離,平衡向正反應(yīng)方法移動(dòng),n(CH3OH)/n(CO2)增大,故C正確;
D.再充入1mol CO2和3mol H2 , 等效于在原來基礎(chǔ)上縮小體積一半,壓強(qiáng)增大,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),則n(CH3OH)/n(CO2)增大,故D正確.
故答案為:CD.(2)①總反應(yīng)式為2CO2=2CO+O2 , 陽極反應(yīng)為4OH﹣﹣4e﹣=O2↑+2H2O,總反應(yīng)式減去陽極反應(yīng)式得陰極反應(yīng)式,所以陰極反應(yīng)為:2CO2+4e﹣+2H2O=2CO+4OH﹣ ,
故答案為:2CO2+4e﹣+2H2O=2CO+4OH﹣;
②反應(yīng)2CO=2C+O2(△H>0、△S<0),則△G=△H﹣T△S>0,反應(yīng)是一個(gè)焓增、熵減的反應(yīng),任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行;
故答案為:不可行;該反應(yīng)是一個(gè)焓增、熵減的反應(yīng),任何情況下不能自發(fā)進(jìn)行.
(1)①根據(jù)v= 計(jì)算;
②根據(jù)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應(yīng)物的濃度冪之積計(jì)算;
③要使n(CH3OH)/n(CO2)增大,應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng);(2)①陰極發(fā)生還原反應(yīng),CO2被還原生成CO,總反應(yīng)式減去陽極反應(yīng)式得陰極反應(yīng)式;
②根據(jù)△G的大小判斷反應(yīng)能否進(jìn)行.
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯化鉀樣品中含有少量碳酸鉀、硫酸鉀和不溶于水的雜質(zhì)。為了提純氯化鉀,先將樣品溶于適量水中,充分?jǐn)嚢韬筮^濾,再將濾液按下圖所示步驟進(jìn)行操作。
回答下列問題:
(1)檢驗(yàn)濾液中的的方法是____________。
(2)試劑I的化學(xué)式為__________,加入試劑I后,①對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)操作是____,①中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為__________。
(3)試劑II的化學(xué)式為_________,②中加入試劑II的目的是______。
(4)試劑III的名稱是________,③中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列離子方程式書寫正確的是 ( )
A. 氫氧化鐵與鹽酸反應(yīng):H++OHH2O B. NaHSO4溶液與NaOH反應(yīng):H+ + OH=H2O
C. 鐵與H2SO4反應(yīng):Fe+2H+Fe3++H2↑ D. NaHCO3溶于鹽酸中:CO32- +2H+CO2↑+H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在強(qiáng)堿性溶液中,可以大量共存的離子組是( )
A.K+、SO42﹣、CO32﹣
B.NH4+、Na+、SO42﹣
C.Mg2+、HCO3﹣、Cl﹣
D.Ag+、Al3+、Cl﹣
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法正確的是( )
A.5.6 g Fe和足量的鹽酸完全反應(yīng)失去電子數(shù)為0.3 NA
B.64g SO2含有NA個(gè)SO2分子
C.16g CH4所含的電子數(shù)為NA
D.標(biāo)況下,4.48L的水中含有H2O分子的數(shù)目為0.2NA
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】氯氣與有關(guān)物質(zhì)反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記錄不正確的是 ( )
A. 鈉可以在氯氣中燃燒,產(chǎn)生白色的煙
B. 紅熱的鐵絲可以在氯氣中燃燒,產(chǎn)生綠色的煙
C. 純凈的氫氣可以在氯氣中安靜地燃燒,火焰蒼白色
D. 常溫下 1 體積水可以溶解 2 體積氯氣,得到氯水
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