【題目】基于新材料及3D打印技術(shù),科學(xué)家研制出一種微膠囊吸收劑能將工廠排放的CO2以更加安全、廉價(jià)和高效的方式處理掉,球形微膠囊內(nèi)部充入Na2CO3溶液,其原理如圖所示。
(1)這種微膠囊吸收CO2的原理是_____________(用離子方程式解釋),此過程是_______(填“吸收”或“放出”)能量的過程。
(2)在吸收過程中關(guān)于膠囊內(nèi)溶液下列說法正確的是_____________。
a.吸收前溶液中c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
b.吸收過程中,體系中所有的含碳微粒是CO32-、HCO3-、H2CO3
c.當(dāng)n(CO2):n(Na2CO3)=1:3時(shí),溶液中c(CO32-)<c(HCO3-)
d.溶液中始終有c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
(3)將吸收的CO2催化加氫可制得乙烯。
已知:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)△H=-127.8 kJ/mol,如圖曲線a表示在體積為2 L的恒容容器中,投料為1 mol CO2和3 mol H2時(shí),測(cè)得溫度對(duì)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率的影響,改變投料比測(cè)量后得到曲線b。
①根據(jù)曲線a計(jì)算250℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=_____________(帶入數(shù)值列出計(jì)算式即可)
②b條件下投料比n(H2)/n(CO2)______3(填“>”、“<”或“=”),判斷依據(jù)是____________________________
③下列說法正確的是_____________。
a.平衡常數(shù)大小:M=M1> N
b.其他條件不變,b條件時(shí)增加催化劑用量,則250℃時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率可能達(dá)到M
c.當(dāng)壓強(qiáng)、混合氣體的密度或n(H2)/n(CO2)不變時(shí)均可視為化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
d.工業(yè)生產(chǎn)中采取較高溫度(250 ℃左右)是為了提高催化劑活性加快反應(yīng)速率。
【答案】CO2+H2O+CO32-=2HCO3- 放出 cd 0.125×0.54/(0.252×0.756) < 其它條件不變時(shí),增加H2的濃度,可以提高CO2的轉(zhuǎn)化率 ad
【解析】
(1)根據(jù)二氧化碳與碳酸鈉溶液反應(yīng)分析;
(2)根據(jù)鹽類水解法原理結(jié)合物料守恒和電荷守恒關(guān)系判斷;
(3)結(jié)合圖像進(jìn)行分析,可以得到CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系,也可以得到催化效率隨溫度變化的關(guān)系,具體分析即可;
(1) CO2被碳酸鈉溶液吸收發(fā)生的反應(yīng)為CO2+ H2O+ Na2CO3=2NaHCO3,離子方程式為CO2+H2O+CO32-=2HCO3-;由圖可知解吸過程為吸熱過程,則吸收CO2過程為放出熱量的過程;
(2) a.吸收前溶液中,由于CO32-水解,溶液呈堿性,離子大小順序?yàn)?/span>c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)> c(H+),故a項(xiàng)錯(cuò)誤;
b.吸收過程中,體系中所有的含碳微粒是CO32-、HCO3-、H2CO3以及溶解的CO2分子,故b項(xiàng)錯(cuò)誤;
c.當(dāng)n(CO2):n(Na2CO3)=1:3時(shí),由反應(yīng)式CO2+H2O+CO32-=2HCO3-可知,吸收1mol CO2要消耗1molCO32-,同時(shí)生成2molHCO3-,剩余2mol CO32-,溶液中生成的HCO3-與未反應(yīng)的CO32-物質(zhì)的量相等,但由于CO32-水解程度大于HCO3-,則c(CO32-)<c(HCO3-),故c項(xiàng)正確;
d.根據(jù)電荷守恒,溶液中始終有c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-),故d項(xiàng)正確;
綜上,本題選cd;
(3) ①250℃時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡時(shí)c(CO2)=0.25mol/L、c(H2)=0.75mol/L 、c(C2H4) =0.125mol/L 、c(H2O)=0.5mol/L,故K=0.125×0.54/(0.252×0.756);
②由題可知,其它條件不變時(shí),增加H2的濃度,可以提高CO2的轉(zhuǎn)化率,故b條件下投料比n(H2)/n(CO2)<3;
③a.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),溫度不變平衡常數(shù)不變,則:M=M1,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度K變小,M1> N,故平衡常數(shù)大。M=M1> N,a項(xiàng)正確;
b.加入催化劑,反應(yīng)速率加快,平衡不移動(dòng),故b項(xiàng)錯(cuò)誤;
c.恒容容器中,反應(yīng)物和生成物均為氣體,氣體質(zhì)量不變,容器體積不變,故密度恒為定值,不能作為是否達(dá)到平衡的判斷依據(jù),故c項(xiàng)錯(cuò)誤;
d.由圖可知,催化劑催化效率隨溫度升高先增大后降低,溫度為250 ℃左右時(shí),催化效率最高,則工業(yè)生產(chǎn)中采取較高溫度是為了提高催化劑活性加快反應(yīng)速率,故d項(xiàng)正確;
綜上,本題選ad。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某實(shí)驗(yàn)小組在常溫下進(jìn)行電解飽和Ca(OH)2溶液的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置與現(xiàn)象見下表。
序號(hào) | I | II |
裝置 | ||
現(xiàn)象 | 兩極均產(chǎn)生大量氣泡,b極比a極多;a極溶液逐漸產(chǎn)生白色渾濁,該白色渾濁加入鹽酸有氣泡產(chǎn)生 | 兩極均產(chǎn)生大量氣泡,d極比c極多;c極表面產(chǎn)生少量黑色固體;c極溶液未見白色渾濁 |
下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋與推論,正確的是( )
A. a極溶液產(chǎn)生白色渾濁的主要原因是電解過程消耗水,析出Ca(OH)2固體
B. b極產(chǎn)生氣泡:4OH- -4e- === O2↑ +2H2O
C. c極表面變黑:Cu -2e- +2OH- === CuO +H2O
D. d極電極反應(yīng)的發(fā)生,抑制了水的電離
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】25 °C時(shí)某些弱酸的電離平衡常數(shù)如下表,下列說法正確的是
A. 等物質(zhì)的量濃度溶液酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?/span>H2CO3>CH3COOH>HClO
B. 向次氯酸鈉溶液中通入少量二氧化碳?xì)怏w的離子方程式為:ClO-+CO2+H2O=CO32-+2HClO
C. 等物質(zhì)的量濃度的NaClO和NaHCO3 混合溶液中:c(HClO)+c(ClO-)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)
D. 等pH情況下,溶液的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序?yàn)椋?/span>Na2 CO3>NaClO>NaHCO3>CH3COONa
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(題文)(題文)PHB塑料是一種在微生物作用下可降解成無機(jī)物的環(huán)保型塑料,工業(yè)上可用異戊二烯合成:
已知:
(—R1、—R2、—R3、—R均為烴基)
請(qǐng)回答下列問題:
(1)A用系統(tǒng)命名法命名為_____,D中官能團(tuán)的名稱是_______。
(2)反應(yīng)①的反應(yīng)類型為_______________。
(3)B與H2反應(yīng)后的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡式為,則B的結(jié)構(gòu)簡式為_____。
(4)寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式:_________________________________。
(5)C的同分異構(gòu)體X滿足下列條件:
①能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng);②1個(gè)分子中含有2個(gè)碳氧雙鍵。則符合條件的X共有______種。
另一種同分異構(gòu)體Y能與碳酸鈉溶液反應(yīng)放出氣體,能發(fā)生銀鏡反應(yīng),核磁共振氫譜共有四組峰且峰面積之比為1∶1∶2∶2,則Y的結(jié)構(gòu)簡式為_________。
(6)參照PHB的上述合成路線,設(shè)計(jì)一條由D為起始原料制備的合成路線(其他試劑任選)______________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法中,不正確的是:( )
①金屬鈉、氫氣都能在氯氣中燃燒,生成白色的煙霧;②銅絲在氯氣中燃燒,生成藍(lán)綠色的氯化銅;③液氯就是氯氣的水溶液,它能使干燥的有色布條褪色;④久置的氯水,因氯氣幾乎完全揮發(fā)掉,剩下的就是水
A.①B.①②C.①③④D.①②③④
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法或表達(dá)式正確的是( )
A. 0.5mol 稀 H2 SO 4與0.5mol 稀 Ba (OH )2溶液反應(yīng)放出akJ熱量,則中和熱為 akJ/ mol
B. 則熱量變化關(guān)系式: △H1+△H3+△H5=-(△H2+△H4)
C. △H與反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù),物質(zhì)的狀態(tài)和可逆反應(yīng)均有關(guān)
D. 同溫同壓下, H2( g)+ Cl 2(g)= 2HCl (g)在光照和點(diǎn)燃條件下的△H不同
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】二氧化氯(ClO2)是極易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的黃綠色氣體,沸點(diǎn)為11℃,可用于處理部分含硫廢水。某小組在實(shí)驗(yàn)室中利用下列裝置制備ClO2(此制備方法中經(jīng)空氣稀釋的SO2與ClO2不反應(yīng))。
回答下列問題:
(1)儀器X的名稱是________。
(2)欲選擇上圖中的裝置收集ClO2,其連接順序?yàn)閍→_________________________(按氣流方向,用小寫字母表示)。
(3)裝置C的作用是_________,裝置E中反應(yīng)的離子方程式為________________________。
(4)處理含硫(Na2S)堿性廢水時(shí),ClO2與Na2S反應(yīng)(S2-被氧化為SO42-)的離子方程式為__________;處理含硫堿性廢水時(shí),相同條件下同體積的ClO2相對(duì)于Cl2的優(yōu)點(diǎn)是__________________________。
(5)ClO2很不穩(wěn)定,需現(xiàn)用現(xiàn)配,為測(cè)定所得溶液中ClO2的含量,進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn):
步驟1:準(zhǔn)確量取V1 mL ClO2溶液加入錐形瓶中。
步驟2:用稀硫酸調(diào)節(jié)ClO2溶液的pH≤2.0,再加入足量KI晶體,靜置片刻。
步驟3:加入指示劑,用c mol·L-1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí),消耗V2 mL Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液。
(已知:2ClO2+8H++10I-===2C1-+5I2+4H2O;2S2O32-+I2===2I-+S4O62-)
①配制100mL c mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí),用到的玻璃儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管和______。
②原溶液中ClO2的含量為____________(用含c、V1、V2的代數(shù)式表示)g·L-1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】通過對(duì)淀粉水解產(chǎn)物的綜合利用,可以獲得多種有機(jī)物。它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下(含有相同官能團(tuán)的有機(jī)物通常具有相似的化學(xué)性質(zhì)):
已知B能與Na2CO3反應(yīng),B的催化氧化產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),且1mol B與足量金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生1mol H2。
請(qǐng)回答:
(1)D中所含官能團(tuán)名稱是___________。(2)B的結(jié)構(gòu)簡式是_______________。
(3)C+D→E的化學(xué)方程式是____________。
(4)下列說法正確的是_________。
A.將一小粒鈉投入C中,鈉始終浮在液面上緩慢放出氣泡,同時(shí)得到能使酚酞試液變紅的物質(zhì)
B.在一定條件下,D和E都能通過加聚反應(yīng)生成高聚物
C.共mg A和B的混合物在氧氣中完全燃燒,消耗22.4m/30 L氧氣
D.B在濃硫酸作用下反應(yīng)可能生成六元環(huán)狀化合物
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下表是幾種弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)、難溶電解質(zhì)的溶度積Ksp(25 ℃)。
電解質(zhì) | 平衡方程式 | 平衡常數(shù)K | Ksp |
CH3COOH | CH3COOHCH3COO-+H+ | 1.76×10-5 | |
H2CO3 | H2CO3H++HCO3- HCO3-H++CO32- | K1=4.31×10-4 K2=5.61×10-11 | |
C6H5OH | C6H5OHC6H5O-+H+ | 1.1×10-10 | |
H3PO4 | H3PO4H++H2PO4- H2PO4-H++HPO42- HPO42-H++PO43- | K1=7.52×10-3 K2=6.23×10-8 K3=2.20×10-13 | |
NH3·H2O | NH3·H2ONH4++OH- | 1.76×10-5 | |
BaSO4 | BaSO4(s)Ba2++SO42- | 1.0×10-10 | |
BaCO3 | BaCO3(s)Ba2++CO32- | 2.5×10-9 |
回答下列問題:
(1)由上表分析,若①CH3COOH,②HCO3-,③C6H5OH,④H2PO4-均可看做酸,則它們酸性最強(qiáng)的是_______(填編號(hào))。
(2)向C6H5ONa溶液中通入少量CO2,寫出反應(yīng)的離子方程式_____________________。
(3)25 ℃時(shí),將等體積等濃度的醋酸和氨水混合,混合液中:c(CH3COO-)______c(NH4+)(填“>”、“=”或“<”)。
(4)25 ℃時(shí),向10 mL 0.01 mol·L-1苯酚(C6H5OH)溶液中滴加V mL 0.01 mol·L-1氨水,混合液中粒子濃度關(guān)系正確的是________。
A.若混合液pH>7,則V≥10
B.若混合液pH<7,則c(NH4+)>c(C6H5O-)>c(H+)>c(OH-)
C.V=10時(shí),混合液中水的電離程度小于10 mL 0.01 mol·L-1苯酚溶液中水的電離程度
D.V=5時(shí),2c(NH3·H2O)+2c(NH4+)=c(C6H5O-)+c(C6H5OH)
(5)Ⅰ.如圖所示,有T1、T2兩種溫度下兩條BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線,回答下列問題:
①T2溫度時(shí)Ksp(BaSO4)=__________;
②討論T1溫度時(shí)BaSO4的沉淀溶解平衡曲線,下列說法不正確的是________。
A.加入Na2SO4可使溶液由a點(diǎn)變?yōu)?/span>b點(diǎn)
B.在T1曲線上方區(qū)域(不含曲線)任意一點(diǎn)時(shí),均有BaSO4沉淀生成
C.蒸發(fā)溶劑可能使溶液由d點(diǎn)變?yōu)榍上a,b之間的某一點(diǎn)(不含a,b)
D.升溫可使溶液由b點(diǎn)變?yōu)?/span>d點(diǎn)
Ⅱ.現(xiàn)有0.35mol的BaSO4沉淀,每次用1 L飽和Na2CO3溶液(物質(zhì)的量濃度為1.7 mol·L-1)處理。若使BaSO4中的SO42-全部轉(zhuǎn)化到溶液中,需要反復(fù)處理________次。[提示:BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)]
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