【題目】研究CO2的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義.
(1)已知拆開1molH2、1molO2和液態(tài)水中1molO﹣H鍵使之成為氣態(tài)原子所需的能量分別為436kJ、496kJ和462kJ;CH3OH(g)的燃燒熱為627kJmol﹣1則CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=kJmol﹣1
(2)將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為二甲醚的反應原理為:2CO2(g)+6H2(g)═CH3OCH3(g)+3H2O(l)
①該反應平衡常數(shù)表達式K=;
(3)已知在某壓強下,該反應在不同溫度、不同投料比時,CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示.該反應的△H0(填“>”或“<”),若溫度不變,減小反應投料比[ ],則K將(填“增大”、“減小”或“不變”).
(4)某溫度下,向體積一定的密閉容器中通入CO2(g)與H2(g)發(fā)生上述反應,當下列物理量不再發(fā)生變化時,能表明上述可逆反應達到化學平衡的是;
A.二氧化碳的濃度
B.容器中的壓強
C.氣體的密度
D.CH3OCH3與H2O的物質(zhì)的量之比.
【答案】
(1)﹣93
(2)
(3)<;不變
(4)ABC
【解析】解:(1.)設反應的反應熱為xkJmol﹣1 , 根據(jù)甲醇的燃燒熱寫出:CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣627kJmol﹣1 , 結(jié)合CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l)△H=xkJmol﹣1利用蓋斯定律可得:3H2(g)+ O2(g)=3H2O(l)△H=﹣627kJmol﹣1+xkJmol﹣1 , 即436kJ×3+496kJ× ﹣462kJ×6=﹣627kJ+xkJ,解得:x=﹣93;所以答案是:﹣93;
(2.)平衡常數(shù)等于生成物的濃度冪之積除以反應物的濃度冪之積,所以平衡常數(shù)K= ,所以答案是: ;
(3.)因為溫度越高,CO2轉(zhuǎn)化率越小,則平衡逆移,所以該反應正方向為放熱反應,即△H<0,K只受溫度影響,若溫度不變,減小投料比,則K不變,
所以答案是:<;不變;
(4.)A.二氧化碳的濃度不變,則達到了平衡,故A選;
B.反應前后氣體的系數(shù)和不相等,當容器內(nèi)壓強不再改變,則達到了平衡,故B選;
C.該反應是一個反應前后氣體體積變化的可逆反應,容器的體積不變,但反應前后氣體質(zhì)量變化,氣體的密度不發(fā)生變化,則達到了平衡,故C選;
D.任何時候CH3OCH3與H2O的物質(zhì)的量之比不變,不能說明反應達到平衡,故D不選;所以答案是:ABC.
【考點精析】掌握反應熱和焓變和化學平衡狀態(tài)的判斷是解答本題的根本,需要知道在化學反應中放出或吸收的熱量,通常叫反應熱;狀態(tài)判斷:①v(B耗)=v(B生)②v(C耗):v(D生)=x : y③c(C)、C%、n(C)%等不變④若A、B、C、D為氣體,且m+n≠x+y,壓強恒定⑤體系顏色不變⑥單位時間內(nèi)某物質(zhì)內(nèi)化學鍵的斷裂量等于形成量⑦體系平均式量恒定(m+n ≠ x+y)等.
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【題目】綜合利用CO2、CO對構(gòu)建低碳社會有重要意義.
(1)固體氧化物電解池(SOEC)用于高溫電解CO2和H2O的混合氣體,既可高效制備合成氣(CO+H2),又可實現(xiàn)CO2的減排,其工作原理如圖.
①b為電源的(填“正極”或“負極”)
②寫出電極c發(fā)生的電極反應式、 .
(2)電解生成的合成氣在催化劑作用下發(fā)生如下反應:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g).對此反應進行如下研究:某溫度下在一恒壓容器中分別充入1.2mol CO和1mol H2 , 達到平衡時容器體積為2L,且含有0.4mol CH3OH(g),則該反應平衡常數(shù)值為 , 此時向容器中再通入0.35molCO氣體,則此平衡將移動(填“向正反應方向”、“不”或“逆反應方向”).
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【題目】以下除雜試劑或方法錯誤的是( )
選項 | 物質(zhì) | 雜質(zhì) | 除雜試劑 | 反應條件或除雜方法 |
A | 苯 | 乙酸 | 燒堿溶液 | 分液 |
B | 硅 | 鋁 | 稀鹽酸 | 過濾 |
C | 氯氣 | 氯化氫 | 飽和食鹽水 | 洗氣 |
D | 乙烷 | 乙烯 | 氫氣 | 催化劑、加熱 |
A.A
B.B
C.C
D.D
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【題目】為了探究木炭與濃H2SO4反應的產(chǎn)物中是否存在CO2,某同學選用下圖所示裝置進行實驗:
(1)儀器a的名稱為:___________;在組裝好上述實驗裝置后,在裝入藥品之前必需的實驗操作是___________。
(2)寫出A中發(fā)生反應的化學方程式_______________。
(3)裝置B的作用是_______;該裝置中發(fā)生的化學反應可說明SO2具有_______________性。
(4)已知SO2也可以使澄清的石灰水變渾濁,則能說明產(chǎn)物中一定存在CO2氣體的實驗現(xiàn)象為______________,____________。
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【題目】從香莢蘭豆中提取的一種芳香化合物,其分子式為C8H8O3 , 與FeCl3溶液會呈現(xiàn)特征顏色,能發(fā)生銀鏡反應.該化合物可能的結(jié)構(gòu)簡式是( )
A.
B.
C.
D.
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【題目】實驗室用乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯.有關(guān)物質(zhì)的相關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
化合物 | 相對分 | 密度 | 沸點/℃ | 溶解度 |
正丁醇 | 74 | 0.80 | 118.0 | 9 |
冰醋酸 | 60 | 1.045 | 118.1 | 互溶 |
乙酸正丁酯 | 116 | 0.882 | 126.1 | 0.7 |
操作如下:
①在50mL圓底燒瓶中,加入18.5mL正丁醇和13.4mL冰醋酸,3~4滴濃硫酸,投入沸石.安裝分水器(作用:實驗過程中不斷分離除去反應生成的水)及回流冷凝管.
②將分水器分出的酯層和反應液一起倒入分液漏斗中,水洗,10% Na2CO3洗滌,再水洗,最后轉(zhuǎn)移至錐形瓶,干燥.
③將干燥后的乙酸正丁酯濾入燒瓶中,常壓蒸餾,收集餾分,得15.1g乙酸正丁酯.
請回答有關(guān)問題:
(1)冷水應該從冷凝管(填“a”或“b”)端管口通入.
(2)進行分液操作時,使用的漏斗是(填選項).
(3)儀器A中乙酸和正丁醇制備乙酸正丁酯的化學方程為 .
(4)步驟①“不斷分離除去反應生成的水”的目的是 .
(5)步驟②中用10% Na2CO3溶液洗滌有機層,該步操作的目的是
(6)乙酸正丁酯的產(chǎn)率為 .
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【題目】鉛筆芯的主要成分是石墨。如果鉛筆芯寫一個字消耗的石墨質(zhì)量約為1×10-3g,那么一個鉛筆字含有的碳原子數(shù)約為
A. 5×1019個B. 5×1022個C. 2.5×1022個D. 2.5×1019個
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【題目】下列各組中的兩種固態(tài)物質(zhì)熔化(或氣化)時,克服的微粒間相互作用力屬于同種類型的是( )
A.碘和氯化鉀
B.金剛石和重晶石
C.二氧化硅和干冰
D.軟脂酸甘油酯和冰醋酸
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【題目】甲醇是重要的化工原料,又可做為燃料.利用合成氣(主要成分為CO、CO2和H2)在催化劑的作用下合成甲醇,發(fā)生的主反應如下:
ⅠCO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H1
ⅡCO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H2=﹣58kJ/mol
ⅢCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列問題:
(1)物質(zhì)的標準生成熱是常用的化學熱力學數(shù)據(jù),可以用來計算化學反應熱.即化學反應熱:△H=生成物標準生成熱綜合﹣反應物標準生成熱總和.
已知四種物質(zhì)的標準生成熱如表:
物質(zhì) | CO | CO2 | H2 | CH3OH(g) |
標準生成熱(kJ/mol) | ﹣110.52 | ﹣393.51 | 0 | ﹣201.25 |
A.計算△H1=kJ/mol B.△H30(填=、<、>)
(2)由甲醇在一定條件下制備甲醚.一定溫度下,在三個體積均為1.0L的恒容密閉容器中發(fā)生反應:2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g).實驗數(shù)據(jù)見表:
容器編號 | 溫度(℃) | 起始物質(zhì)的量(mol) | 平衡物質(zhì)的量(mol) | |||
CH3OH(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) | CH3OCH3(g) | H2O(g) | ||
a | 387 | 0.20 | 0 | 0 | 0.080 | 0.080 |
b | 387 | 0.40 | 0 | 0 | ||
c | 207 | 0.20 | 0 | 0 | 0.090 | 0.090 |
下列說法正確的是
A.該反應的正反應為放熱反應
B.達到平衡時,容器a中的CH3OH體積分數(shù)比容器b中的小
C.容器a中反應到達平衡所需時間比容器c中的長
D.若起始時向容器a中充入CH3OH 0.15mol、CH3OCH3 0.15mol和H2O 0.10mol,則反應將向正反應方向進行
(3)合成氣的組成 =2.60時,體系中的CO平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度和壓強的關(guān)系如圖所示.
①α(CO)值隨溫度升高而(填“增大”或“減小”),其原因是 .
②圖中P1、P2、P3的大小關(guān)系為 , 其判斷理由是 .
(4)甲醇可以制成燃料電池,與合成氣制成燃料電池相比優(yōu)點是:;若以硫酸作為電解質(zhì)其負極反應為: .
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