【題目】CO2是一種廉價(jià)的碳資源,其綜合利用具有重要意義;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+ CO2(g)2CO (g)+ 2H2(g)
①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵 | C—H | C=O | H—H | CO(CO) |
鍵能/kJ·mol1 | 413 | 745 | 436 | 1075 |
則該反應(yīng)的ΔH=_________。分別在v L恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓,容積可變)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是_______(填“A” 或“B ”)。
(2)CO2可以被NaOH溶液捕獲。
①若所得溶液pH=13,CO2主要轉(zhuǎn)化為_______(寫離子符號(hào));若所得溶液c(HCO3)∶c(CO32)=2∶1,溶液pH=___________。(室溫下,H2CO3的K1=4×107;K2=5×1011)
②當(dāng)2molCO2通入3molNaOH被吸收時(shí),溶液中離子濃度關(guān)系正確的是(選填字母)________。
a.c(Na+)+c(H+)=c(CO32)+c(HCO3-)+c(OH-)
b.c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32)> c(OH-)>c(H+)
c.3c(Na+)=2[c(CO32)+c(HCO3-) +c(H2CO3)]
(3)CO2輔助的CO—O2燃料電池,工作原理如圖所示,固體介質(zhì)中CO32— 可定向移動(dòng)。電池的負(fù)極反應(yīng)式:________________________________電池工作時(shí)需向某電極通入CO2以觸發(fā)反應(yīng),該電極為_____________(填“甲”或“乙”)
【答案】+120 KJ· mol-1 B CO32 10 b CO-2e- + CO32 = 2CO2 乙
【解析】
(1)根據(jù)反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系可得ΔH=+120KJ mol-1;該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體總分子數(shù)增加的吸熱反應(yīng),加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體,恒壓條件下反應(yīng)正向進(jìn)行的程度大,故容器B達(dá)到平衡時(shí)吸收的熱量多;
(2)由電離平衡常數(shù)的定義以及弱電解質(zhì)的電離、弱根離子的水解以及各離子之間的相互影響進(jìn)行分析;
(3)由題中所給示意圖以及負(fù)極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)分析。
(1)根據(jù)反應(yīng)熱與鍵能的關(guān)系可得,該反應(yīng)的ΔH=(413kJ·mol1×4+745kJ·mol1×2)-(1075kJ·mol1×2+436kJ·mol1×2)=+120KJ mol-1,反應(yīng)CH4(g)+ CO2(g)2CO(g)+2H2(g)的正反應(yīng)是氣體總分子數(shù)增加的吸熱反應(yīng),加入CH4和CO2各1 mol的混合氣體,恒壓條件下反應(yīng)正向進(jìn)行的程度大,故容器B達(dá)到平衡時(shí)吸收的熱量多,故答案為:+120KJ·mol-1,B。
(2)①K2=c(CO32-)c(H+)/c(HCO3-)=5×1011,則c(H+)=K2c(HCO3-)/c(CO32-),當(dāng)c(HCO3)=c(CO32),c(H+)=5×1011,pH在10.3,如果溶液pH=13,則c(HCO3)<c(CO32),所以該溶液中所得的陰離子為CO32,K2=c(CO32-)c(H+)/c(HCO3-)=5×1011,且所得溶液中c(HCO3)∶c(CO32)=2∶1,c(H+)=K2c(HCO3-)/c(CO32-)=5×1011×2=1×1010,pH=10,故答案為:CO32,10。
②當(dāng)2molCO2通入3molNaOH被吸收時(shí),則發(fā)生反應(yīng):2CO2+3OH-=CO32-+HCO3-+H2O,結(jié)合CO32-+H2OHCO3-+OH-,HCO3-+H2OH2CO3+OH-分析。
a.溶液呈電中性,溶液中陰、陽(yáng)離子所帶電荷相等,所以c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HCO3-)+2c(CO32-),故a錯(cuò)誤;
b.n(CO32-)+n(HCO3-)+n(H2CO3)=2mol,n(Na+)=3mol,又存在①CO32-+H2OHCO3-+OH-,②HCO3-+H2OH2CO3+OH-,水解程度①>②且水解程度都較小,則c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-),則有c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+),故b正確;
c.n(CO32-)+n(HCO3-)+n(H2CO3)=0.1mol,n(Na+)=0.15mol,根據(jù)物料守恒得,2C(Na+)=3[c(H2CO3)+c(HCO3-)+c(CO32-)],故c錯(cuò)誤。
故答案為:b。
(3)由圖可知,在負(fù)極上CO與CO32失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成CO2,電極方程式為: CO-2e-+CO32=2CO2,在電極乙上通入CO2以觸發(fā)反應(yīng),故答案為:CO-2e-+CO32=2CO2,乙。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】市售“家用消毒液發(fā)生器”是以精鹽和自來(lái)水為原料,通過(guò)時(shí)發(fā)生器內(nèi)的電極板上產(chǎn)生大量氣泡(同時(shí)使產(chǎn)生的氣體充分與電解液接觸),所制得的混合液具有強(qiáng)烈的殺菌能力,且不致對(duì)人體造成傷害,該發(fā)生器配制消毒液所涉及到的化學(xué)反應(yīng)有
(1)2NaCl+2H2O 2NaOH+H2↑+Cl2↑
(2)Cl2+2NaOH→NaCl+NaClO+H2O
(3)H2+Cl2 2HCl
(4)Cl2+H2O→HCl+HClO
(5)2HClO 2HCl+O2↑
A.(1)(4)(5)B.(1)(2)
C.(3)(4)(5)D.(2)(3)(4)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】綜合題
Ⅰ.現(xiàn)有失去標(biāo)簽的CaCl2、AgNO3、HCl和Na2CO3四瓶溶液。為了確定這四瓶溶液成分,將四瓶溶液成分別編號(hào)為A、B、C、D后進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)記錄如下:
實(shí)驗(yàn)順序 | 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 | 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 |
① | A+B | 無(wú)現(xiàn)象 |
② | B+D | 有氣體放出 |
③ | C+B | 有沉淀生成 |
④ | A+D | 有沉淀生成 |
請(qǐng)根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)填空:
(1)A、C兩瓶溶液分別是(用化學(xué)式表示)_____、______。
(2)A、D溶液混合恰好完全反應(yīng)生成白色沉淀,過(guò)濾、洗滌,再向?yàn)V渣中加入足量鹽酸溶液,寫出向?yàn)V渣中加人鹽酸的離子方程式: ______。
Ⅱ.某固體混合物中,可能含有下列離子中的幾種:K+、NH4+、Mg2+、Ba2+、Cl-、SO42-、CO32-,將該混合物溶于水后得到澄清溶液,現(xiàn)取三份各100mL該溶液分別進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)(已知:NH4++OH-NH3↑+H2O)。
(1)在一份溶液中加入AgNO3溶液,有白色沉淀生成。
(2)在另一份溶液中加入足量的NaOH 溶液并加熱,收集到1.12L氣體(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)。
(3)在第三份溶液中加入足量的BaCl2溶液后有沉淀生成,經(jīng)稱量其質(zhì)量為6.27g,在該沉淀中加入足量的鹽酸,沉淀部分溶解,剩余固體質(zhì)量為2.33g。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)回答下列問(wèn)題:
①溶液中一定不存在的離子是_______。
②溶液中一定存在的陰離子有______,其物質(zhì)的量濃度分別為______ 。
③推斷 K+是否存在并說(shuō)理由:______。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)。在323K和343K時(shí)SiHCl3的轉(zhuǎn)化率隨時(shí)間變化的結(jié)果如圖所示。下列說(shuō)法正確的是( )
A. 323 K時(shí),縮小容器體積可提高SiHCl3的轉(zhuǎn)化率
B. a、b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率大小關(guān)系:v(a)<v(b)
C. 343 K時(shí),上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)約為0.02
D. 2SiHCl3(g)SiH2Cl2(g)+SiCl4(g)的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】把一塊鋅片和一塊銅片平行地插入盛有稀硫酸溶液的燒杯中,觀察到的現(xiàn)象是________,再用導(dǎo)線把鋅片和銅片連接起來(lái),在導(dǎo)線中間接入靈敏電流計(jì),靈敏電流計(jì)上觀察到的現(xiàn)象是________;該原電池中電子流動(dòng)的方向是________,總反應(yīng)的化學(xué)方程式是________,其中________元素被氧化,________極上發(fā)生還原反應(yīng);在上述化學(xué)方程式上方用單線橋標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目。___________
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】實(shí)驗(yàn)室常用鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%,密度為1.20 g·mL-1。
(1)此濃鹽酸中HCl的物質(zhì)的量濃度是________。
(2)配制100 mL該濃鹽酸,需要標(biāo)準(zhǔn)狀況下HCl的體積為________。
(3)配制100 mL 3.00 mol·L-1的鹽酸,需以上濃鹽酸的體積為________。
(4)將10.0 mL 3.00 mol·L-1的鹽酸與10.0 mL 1.00 mol·L-1的MgCl2溶液混合,則混合溶液中Cl-的物質(zhì)的量濃度是________。(設(shè)混合后溶液的體積不變)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】甲醇作為基本的有機(jī)化工產(chǎn)品和環(huán)保動(dòng)力燃料具有廣闊的應(yīng)用前景,CO2加氫合成甲醇是合理利用CO2的有效途徑。由CO2制備甲醇過(guò)程可能涉及反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH1=+41.19 kJ·mol-1
反應(yīng)Ⅱ:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH2
反應(yīng)Ⅲ:CO2(g)+3H2g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3=-49.58 kJ·mol-1
回答下列問(wèn)題:
(1)反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的化學(xué)平衡常數(shù)分別為K1、K2、K3、則K3=__________(用K的代數(shù)式表示)
(2)在恒壓密閉容器中,充入一定量的 H2 和 CO2(假定僅發(fā)生反應(yīng)Ⅲ),實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)物在不同溫度下,反應(yīng)體系中 CO2 的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強(qiáng)的關(guān)系曲線如圖 1 所示。
①比較 T1 與 T2 的大小關(guān)系:T1____________T2(填“<”、“=”或“>”)
②在 T1 和 p6 的條件下,往密閉容器中充入 3 mol H2 和 1 mol CO2,該反應(yīng)在第 5 min 時(shí)達(dá)到平衡,此時(shí)容器的體積為 1.8 L,則該反應(yīng)在此溫度下的平衡常數(shù)為________。
a.若此條件下反應(yīng)至 3 min 時(shí)刻,改變條件并于 A 點(diǎn)處達(dá)到平衡,CH3OH 的濃度隨反應(yīng)時(shí)間的變化趨勢(shì)如圖 2所示(3~4 min 的濃度變化未表示出來(lái)),則改變的條件為 __________,請(qǐng)用 H2 的濃度變化計(jì)算從4 min開(kāi)始到 A點(diǎn)的反應(yīng)速率v(H2)= _________(保留兩位小數(shù))。
b.若溫度不變,壓強(qiáng)恒定在 p8 的條件下重新達(dá)到平衡時(shí),容器的體積變?yōu)?/span>_______L
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng):N2(g)+O2(g)2NO(g)ΔH >0,已知該反應(yīng)在240℃,平衡常數(shù)K=64×10-4。請(qǐng)回答:
(1)某溫度下,向2 L的密閉容器中充入N2和O2各1 mol,5分鐘后O2的物質(zhì)的量為0.5 mol,則N2的反應(yīng)速率為_____________________。
(2)假定該反應(yīng)是在恒容條件下進(jìn)行,判斷該反應(yīng)達(dá)到平衡的標(biāo)志________ 。
A.消耗1 mol N2同時(shí)生成1 mol O2
B.混合氣體密度不變
C.混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變
D.2v正(N2)=v逆(NO)
(3)將N2、O2的混合氣體充入恒溫恒容密閉容器中,下圖變化趨勢(shì)正確的是____________(填字母序號(hào))。
(4)向恒溫恒容的密閉容器中充入等物質(zhì)的量的N2和O2,達(dá)到平衡狀態(tài)后再向其中充入一定量NO,重新達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)。與原平衡狀態(tài)相比,此時(shí)平衡混合氣中NO的體積分?jǐn)?shù)________。(填“變大”、“變小”或“不變”)
(5)該溫度下,某時(shí)刻測(cè)得容器內(nèi)N2、O2、NO的濃度分別為2.5×10-1 mol·L-1、4.0×10-2 mol·L-1和3.0×10-3 mol·L-1,此時(shí)反應(yīng)___________________(填“處于化學(xué)平衡狀態(tài)”、“向正反應(yīng)方向進(jìn)行”或“向逆反應(yīng)方向進(jìn)行”),理由是________________________________ 。
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