【題目】研究減少CO2排放是一項(xiàng)重要課題。CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳有機(jī)物,主要有以下反應(yīng):

反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) H1=49.6kJ/mol

反應(yīng)Ⅱ:CH3OCH3(g)H2O(g)2CH3OH(g) H2=+23.4kJ/mol

反應(yīng)Ⅲ:2CO2(g)6H2(g)CH3OCH3(g)3H2O(g) H3

1H3_______。

2)恒溫恒容條件下,在密閉容器中通入等物質(zhì)的量的CO2H2,發(fā)生反應(yīng)I。下列描述能說(shuō)明反應(yīng)I達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填序號(hào))。

A.反應(yīng)體系總壓強(qiáng)保持不變

B.容器內(nèi)的混合氣體的密度保持不變

C.水分子斷裂2NA個(gè)H-O鍵,同時(shí)氫分子斷裂3NA個(gè)H-H

D.CH3OHH2O的濃度之比保持不變

3)反應(yīng)II在某溫度下的平衡常數(shù)為0.25,此溫度下,在密閉容器中加入等物質(zhì)的量的CH3OCH3(g)H2O(g),反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分濃度如下:

物質(zhì)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

CH3OH(g)

濃度/mol·L-1

1.8

1.8

0.4

此時(shí)v_______v(填、),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),混合氣體中CH3OH體積分?jǐn)?shù)(CH3OH)%=_______%。

4)在某壓強(qiáng)下,反應(yīng)III在不同溫度、不同投料比時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。T1溫度下,將6molCO212molH2充入2L的密閉容器中,5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則05min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(CH3OCH3)=_______;KA、KBKC三者之間的大小關(guān)系為________。

5)恒壓下將CO2H2按體積比13混合,在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)III,在相同的時(shí)間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如圖。其中:CH3OH的選擇性=×100%

①溫度高于230℃,CH3OH產(chǎn)率隨溫度升高而下降的原因是______。

②在上述條件下合成甲醇的工業(yè)條件是_______。

A.210 B.230 C.催化劑CZT D.催化劑CZ(Zr1)T

6CO2可以被(NH4)2CO3溶液捕獲,反應(yīng)為(NH4)2CO3(aq)H2O(l)CO2(g)=2NH4HCO3(aq)。為研究溫度對(duì)(NH4)2CO3捕獲CO2 效率的影響,在某溫度T1下,將一定量的(NH4)2CO3溶液置于密閉容器中,并充入一定量的CO2氣體(用氮?dú)庾鳛橄♂寗?/span>),在t時(shí)刻,測(cè)得容器中CO2氣體的濃度。然后分別在溫度為T2、T3、T4、T5下,保持其他初始實(shí)驗(yàn)條件不變,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn),經(jīng)過(guò)相同時(shí)間測(cè)得CO2氣體濃度,其關(guān)系如圖,則ΔH______0(“>”、“<”)。

【答案】-122.6kJ/mol AC 20 0.18mol·L1·min1 KAKCKB 反應(yīng)IH0,溫度升高,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率下降 BD <

【解析】

1)根據(jù)蓋斯定律,H3=2H1-H2= -122.6kJ/mol;

2)反應(yīng)ICO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g),

A、該反應(yīng)是氣體體積減小的反應(yīng),在恒容條件下,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,體系的總壓強(qiáng)減小,所以當(dāng)體系的總壓強(qiáng)不變時(shí),說(shuō)明反應(yīng)I達(dá)到平衡狀態(tài),A正確;

B、反應(yīng)在恒容條件下進(jìn)行,且體系的各組分都是氣體,則體系的質(zhì)量和體積始終不變,所以混合氣體的密度保持不變,不能說(shuō)明反應(yīng)I達(dá)到平衡狀態(tài),B錯(cuò)誤;

C、任何時(shí)候都有水分子斷裂2NA個(gè)H-O鍵,氫分子生成3NA個(gè)H-H鍵,當(dāng)氫分子同時(shí)生成和斷裂3NA個(gè)H-H鍵時(shí),說(shuō)明反應(yīng)I達(dá)到平衡狀態(tài),C正確;

D、反應(yīng)中,CH3OHH2O的濃度比始終保持不變,則該選項(xiàng)不能說(shuō)明反應(yīng)I達(dá)到平衡狀態(tài),D錯(cuò)誤;

故選AC;

3Qc===0.049<K,則平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),所以v>v;

由于反應(yīng)向正反應(yīng)方向移動(dòng),設(shè)H2O繼續(xù)轉(zhuǎn)化x mol·L-1,則有

則有:,解得x=0.2,則CH3OH的體積分?jǐn)?shù)為:=20%;

4)反應(yīng)III為:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g),根據(jù)題意,投料比n(H2):n(CO2)=12mol:6mol=2,根據(jù)圖像可知CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%,即△n(CO2)=6mol×60%=3.6mol,根據(jù)方程式可知: △n(CH3OCH3)=1.8mol,則v(CH3OCH3)== 0.18mol·L-1·min-1;由于A和C的溫度相同,且K只和溫度有關(guān),所以KA=KC;因?yàn)榉磻?yīng)III是放熱反應(yīng),T1T2,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率下降,說(shuō)明該過(guò)程是升溫過(guò)程,則KA>KB;所以有KA=KCKB;

5)反應(yīng)是放熱反應(yīng),溫度升高,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率下降;從選擇性來(lái)看,催化劑CZ(Zr-1)T的效果更好,從產(chǎn)率來(lái)看,230℃時(shí)甲醇的產(chǎn)率更好,故選BD;

6)觀察圖像的后半段,隨著溫度的升高,CO2的濃度增大,是因?yàn)槿芤褐?/span>NH4HCO3分解的量越來(lái)越多,則該分解反應(yīng)是吸熱反應(yīng),所以(NH4)2CO3捕獲CO2的反應(yīng)是放熱反應(yīng),即ΔH<0。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】已知X元素原于的核電荷數(shù)小于18,最外層電子數(shù)等于電子層數(shù),且比最內(nèi)層電子數(shù)多1;卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)X元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為__________

(2)X的最高價(jià)氧化物對(duì)應(yīng)的水化物的化學(xué)式為___________

(3)X的單質(zhì)與NaOH溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

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【題目】某學(xué)習(xí)小組用如圖所示裝置測(cè)定鋁鎂合金中鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)和鋁的相對(duì)原子質(zhì)量。

(1)A中試劑為________

(2)實(shí)驗(yàn)前,先將鋁鎂合金在稀酸中浸泡片刻,其目的是________________________________。

(3)B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________

(4)若實(shí)驗(yàn)用的鋁鎂合金的質(zhì)量為ag,測(cè)得氫氣體積為bmL(已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)B中剩余固體的質(zhì)量為cg,則鋁的相對(duì)原子質(zhì)量為________。

(5)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,若未洗滌過(guò)濾所得的不溶物,則測(cè)得鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將______(偏大”“偏小不受影響”)。

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【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是

A. 飽和Na2CO3溶液與CaSO4固體反應(yīng):CO32+CaSO4CaCO3+SO42

B. 酸化NaIO3NaI的混合溶液:I +IO3+6H+I2+3H2O

C. KClO堿性溶液與Fe(OH)3反應(yīng):3ClO+2Fe(OH)32FeO42+3Cl+4H++H2O

D. 電解飽和食鹽水:2Cl+2H+Cl2↑+ H2

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【題目】已知 A、BC、D、E 五種元素都是元素周期表中前 20 號(hào)元素,原子序數(shù)依次增大,E 的外圍電子排布式為 4s2。AB、C、D 四種元素在元素周期表中的相對(duì)位置如表所示:

……

A

B

C

D

根據(jù)以上信息,回答下列問(wèn)題:

(1) A、D 分別與 B 形成的化合物中,________的晶格能大(填化學(xué)式)

(2)A E 可組成離子化合物,其晶胞(晶胞是在晶體中具有代表性的最小重復(fù)單元)結(jié)構(gòu)如圖所示(陽(yáng)離子用“●”表示,位于該正方體的頂點(diǎn)或面心;陰離子用表示,均位于小正方體中心)。A E 化合物的晶胞 1/8 的體積為 2.0×10-23cm3,求 A E 組成的離子化合物的密度為 (結(jié)果保留一位小數(shù))________g/cm3。

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【題目】著名的侯氏制堿法主要反應(yīng)原理是:NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl。若實(shí)驗(yàn)室根據(jù)此原理制備少量的Na2CO3,主要實(shí)驗(yàn)包括制取NH3CO2生成NaHCO3分離NaHCO3制取Na2CO3 四個(gè)步驟。下列實(shí)驗(yàn)選用的主要儀器或主要步驟不正確的是

A. 制取氨氣,可選用②③

B. 分離 NaHCO3,可選用④⑤⑦

C. 制取 Na2CO3,可選用①②⑦⑧

D. 制取 NaHCO3時(shí),應(yīng)先在⑨中通入CO2后再加入氨水

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【題目】mA(g)+nB(g) pC(g)+qQ(g)當(dāng)m、n、p、q為任意整數(shù)時(shí),達(dá)到平衡的標(biāo)志是:( )

①體系的壓強(qiáng)不再改變 ②體系的溫度不再改變 ③各組分的濃度不再改變 ④各組分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不再改變⑤反應(yīng)速率VA:VB:VC:VD=m:n:p:q ⑥單位時(shí)間內(nèi)m mol A斷鍵反應(yīng),同時(shí)p mol C也斷鍵反應(yīng)

A. ③④⑤⑥ B. ②③④⑥ C. ①③④⑤ D. ①③④⑥

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【題目】如圖是元素周期表中短周期的一部分,若A元素原子的最外層電子數(shù)比次外層電子數(shù)少3,則下列說(shuō)法正確的是( )

A.四種元素都是非金屬元素

B.BD之間能形成三種常見(jiàn)的化合物

C.AC的原子序數(shù)之和跟BD的原子序數(shù)之和相等

D.四種元素形成的單質(zhì)在常溫下都是氣體

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【題目】GaAs 晶體的熔點(diǎn)很高,硬度很大,密度為ρ gcm3Ga As的摩爾質(zhì)量分別為 MGa gmol1 MAsgmol1,原子半徑分別為 rGa pm rAs pm,阿伏加德羅常數(shù)值為 NA,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

A.該晶體為共價(jià)晶體

B.該晶體中 Ga As 均無(wú)孤對(duì)電子,Ga As 的配位數(shù)均為 4

C.原子的體積占晶胞體積的百分率為

D.所有原子均滿足 8 電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

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