【題目】“綠色”和“生態(tài)文明”是未來的發(fā)展主題,而CO2的有效利用可以緩解溫室效應(yīng),解決能源短缺問題;
(1)在新型納米催化劑 Na-Fe3O4,和HMCM-22的表面將CO2先轉(zhuǎn)化為烯烴再轉(zhuǎn)化為烷烴,已知CO2轉(zhuǎn)化為CO的反應(yīng)為CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol;
2 CO2 (g)+6H2(g)=C2H4(g)+4 H2O (g) △H=-128kJ/mol
則CO轉(zhuǎn)化為C2H4的熱化學(xué)方程式為______________________。
(2)用氨水捕捉煙氣中的CO2生成NH4CO3。通常情況下,控制反應(yīng)溫度在35℃-40℃范圍內(nèi)的原因___________。
(3)有科學(xué)家提出可利用FeO吸收CO2,6FeO(s)+CO2(g)2Fe3O4(s)+C(s) K1(平衡常數(shù)),對該反應(yīng)的描述正確的是______
a.生成 1mol Fe3O4時(shí)電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為2NA
b.壓縮容器體積,可增大CO2的轉(zhuǎn)化率,c(CO2)減小
C.恒溫恒容下,氣體的密度不變可作為平衡的標(biāo)志
d.恒溫恒壓下,氣體摩爾質(zhì)量不變可作為平衡的標(biāo)志
(4)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H,一定條件下,向2L恒容密閉容器中充入1 molCO2和3mo1H2。在不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I、反應(yīng)II、反應(yīng)II,相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化如圖所示:
①活化能最小的為___________(填“反應(yīng)I”、“反應(yīng)II”、“反應(yīng)III”)。
②b點(diǎn)反應(yīng)速率v(正)___________v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
③T4溫度下該反應(yīng)的衡常數(shù)___________(保留兩位有效數(shù)字)
④CO2的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示:則該反應(yīng)為___________(放熱反應(yīng)、吸熱反應(yīng));P1___________P2(填“>”、“=”或“<”)
(5)用NaOH溶液吸收CO2所得飽和碳酸鈉溶液可以對廢電池屮的鉛膏(主要成PbSO4)進(jìn)行脫硫反應(yīng)。已知Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___________(保留兩位有效數(shù)字):若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶體,則c(SO42-):c(CO32-)的比值將___________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
【答案】2CO(g)+4H2(g) =C2H4(g)+2H2O(g)△H=-210kJ/mol 防止NH4HCO3分解,低于35℃反應(yīng)速率慢高于40℃分解(或溫度太高,氣體物質(zhì)的溶解性降低) ac 反應(yīng)I > 59.26(或1600/27) 放熱反應(yīng) < 2.16×105 不變
【解析】
(1)已知CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol①;2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g) △H=-128kJ/mol②;由蓋斯定律②-①×2可得:2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H=(-128kJ/mol)-(+41kJ/mol)×2=-210kJ/mol,則CO轉(zhuǎn)化為C2H4的熱化學(xué)方程式為2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H=-210kJ/mol,
故答案為:2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H=-210kJ/mol。
(2)通常情況下,控制反應(yīng)溫度在35℃-40℃范圍內(nèi),因?yàn)闇囟鹊陀?/span>35℃,反應(yīng)速率慢;高于40℃,NH4HCO3受熱易分解(或溫度太高,氣體物質(zhì)的溶解性降低),故答案為:防止NH4HCO3分解,低于35℃反應(yīng)速率慢高于40℃分解(或溫度太高,氣體物質(zhì)的溶解性降低)。
(3)a.由6FeO(s)+CO2(g)2Fe3O4(s)+C(s)可知,反應(yīng)方程式FeO中鐵元素化合價(jià)+2升至Fe3O4中+8/3,CO2由+4降至C中碳元素的0價(jià),每生成1molC轉(zhuǎn)移電子4mol,生成Fe3O42mol,則生成1molFe3O4轉(zhuǎn)移電子2mol,電子轉(zhuǎn)移總數(shù)為2NA,故a正確;
b.壓縮容器體積實(shí)質(zhì)為增大壓強(qiáng),反應(yīng)前后氣體體積減小,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率減小,c(CO2)增大,故b錯(cuò)誤;
c.恒溫恒容下,氣體的密度ρ=m/V,若密度不變,說明CO2的質(zhì)量不變,則CO2的濃度不變,可以作為達(dá)到平衡的標(biāo)志,故c正確;
d.恒溫恒壓下,氣體摩爾質(zhì)量M=m/n,摩爾質(zhì)量不變不能作為達(dá)到平衡的標(biāo)志,故d錯(cuò)誤。
故答案為:ac。
(4)①相同溫度下,相同時(shí)間內(nèi)反應(yīng)I中CO2的轉(zhuǎn)化率越大,所以催化效果最佳的是反應(yīng)I,活化能也最小,故答案為:反應(yīng)I。
②b點(diǎn)要達(dá)到平衡,CO2的轉(zhuǎn)化率增大,反應(yīng)正向進(jìn)行,故反應(yīng)速率v(正)>v(逆),故答案為:>。
③一定條件下,向2L恒容密閉容器中充入1molCO2和3mo1H2,由圖像可知,T4溫度下,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為80%,則轉(zhuǎn)化的CO2的物質(zhì)的量濃度為1mol/2L×80%=0.4mol/L,
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
開始(mol/L) 0.5 1.5 0 0
轉(zhuǎn)化(mol/L) 0.4 1.2 0.4 0.4
平衡(mol/L) 0.1 0.3 0.4 0.4
T4溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(CH3OH)c(H2O)/c3(H2)c(CO2)=0.4×0.4/(0.3)3×0.1=59.26,故答案為:59.26(或1600/27)。
④由圖可知,相同壓強(qiáng)時(shí),溫度越高,CO2的轉(zhuǎn)化率越小,可以知道該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),△H<0;由反應(yīng)可知,減小壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng),由圖可知,相同溫度時(shí),P2對應(yīng)的轉(zhuǎn)化率增大,P1<P2,即該反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),壓強(qiáng)越大,轉(zhuǎn)化率越大,故答案為:放熱反應(yīng),<。
(5)根據(jù)方程式PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)可知反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(SO42-)/c(SO42-)=c(SO42-)c(Pb2+)/c(SO42-)c(Pb2+)= Ksp(PbSO4)/Ksp(PbCO3)=1.6×10-8/7.4×10-14=2.16×105,若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶體,由于平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)系,則根據(jù)該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式可知c(SO42-):c(CO32-)的比值不變,故答案為:2.16×105,不變。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知反應(yīng)A2(g) + 2B2(g) 2AB2(g) △H<0,下列說法正確的是
A. 升高溫度,正反應(yīng)速率增加,逆反應(yīng)速率減小
B. 增大壓強(qiáng)能使正、逆反應(yīng)速率都增大,但有利于平衡正向移動(dòng)
C. 達(dá)到平衡后,升高溫度或增大壓強(qiáng)都有利于該反應(yīng)平衡正向移動(dòng)
D. 達(dá)到平衡后,降低溫度或減小壓強(qiáng)都有利于該反應(yīng)平衡正向移動(dòng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列式子屬于水解反應(yīng),且溶液呈酸性的是 ( )
A. HCO3- + H2O H3O+ + CO32- B. Fe3+ + 3H2O Fe(OH)3 + 3H+
C. HS- + H2O H2S + OH- D. NH4+ + OH- NH3↑+ H2O
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)甲醇是可再生能源,具有開發(fā)應(yīng)用的廣闊前景,回答下列問題:
一定溫度下,在一恒容的密閉容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
①下列情形不能說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填序號).
A.每消耗1mol CO的同時(shí)生成2molH2 B.混合氣體總物質(zhì)的量不變
C.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發(fā)生變化 D.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等
②CO的平衡轉(zhuǎn)化率(α)與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如圖所示.A、B兩點(diǎn)的平衡常數(shù)K(A)________K(B)(填“>”、“=”或“<”).
(2)已知25℃合成氨反應(yīng)中,1mol N2完全轉(zhuǎn)化為NH3時(shí)釋放的能量為92.4 kJ,F(xiàn)將1mol N2和3mol H2混合置于2L密閉容器中,反應(yīng)進(jìn)行到2s末測得NH3為0.4mol。回答下列問題:
① 該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________ ;
② 該反應(yīng)達(dá)到平衡后,升高溫度平衡向________ (填“正反應(yīng)方向”、“逆反應(yīng)方向”)移動(dòng);加入催化劑平衡________(填“正”、“逆”、 “不”)移動(dòng);
③ 前2s內(nèi)v(H2)是________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定溫度下,向某密閉容器中加入0.2 mol CO和0.2 mol H2O,發(fā)生反應(yīng)CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),4 min時(shí)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),測得n(CO)∶n(CO2)=3∶2,下列說法正確的是
A.縮小容器的體積,混合氣體的密度不變
B.v(CO)=v(CO2)時(shí),表明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C.平衡時(shí)CO和H2O的轉(zhuǎn)化率相等
D.無法計(jì)算該條件下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定條件下,在某密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng):
mA(g)+nB(g)pC(g)+qD(g),若增大壓強(qiáng)或升高溫度,重新達(dá)到平衡,
反應(yīng)速率隨時(shí)間的變化過程如圖所示,則對該反應(yīng)的敘述正確的是( )
A. 正反應(yīng)是吸熱反應(yīng) B. 逆反應(yīng)是放熱反應(yīng)
C. m+n<p+q D. m+n>p+q
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究光盤金屬層含有的Ag(其它金屬微量忽略不計(jì))、丟棄電池中的Ag2O等廢舊資源的回收利用意義重大。下圖為從光盤中提取Ag的工業(yè)流程。請回答下列問題。
(1)NaClO溶液在受熱或酸性條件下易分解,“氧化”階段需在80℃條件下進(jìn)行,適宜的加熱方式為________。
(2)NaClO溶液與Ag反應(yīng)的產(chǎn)物為AgCl、NaOH和O2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。有人提出以HNO3代替NaClO氧化Ag,從反應(yīng)產(chǎn)物的角度分析,其缺點(diǎn)是________。
(3)操作Ⅰ的名稱為____,簡述利用“操作Ⅰ”的裝置洗滌難溶物的實(shí)驗(yàn)操作________。
(4)化學(xué)上常用10%的氨水溶解AgCl固體,AgCl與NH3·H2O按1︰2反應(yīng)可生成Cl-和一種陽離子________的溶液(填陽離子的化學(xué)式)。實(shí)際反應(yīng)中,即使氨水過量也不能將AgCl固體全部溶解,可能的原因是________。
(5)常溫時(shí)N2H4·H2O(水合肼)在堿性條件下能還原(4)中生成的陽離子,自身轉(zhuǎn)化為無害氣體N2,理論上消耗0.1 mol的水合肼可提取到________g的單質(zhì)Ag。
(6)廢舊電池中Ag2O能將有毒氣體甲醛(HCHO)氧化成CO2,科學(xué)家據(jù)此原理將上述過程設(shè)計(jì)為原電池回收電極材料Ag并有效去除毒氣甲醛。則此電池的正極反應(yīng)式為________,負(fù)極的產(chǎn)物有________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】反應(yīng)A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在不同情況下測得反應(yīng)速率,其反應(yīng)速率最快的是
A. υ(D)=0.4 mol / (L·s)
B. υ(C)=0.5 mol / (L·s)
C. υ(B)=0.6 mol / (L·s)
D. υ(A)=0.15 mol / (L·s)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有U、V、W、X四種短周期元素,原子序數(shù)依次增大,其相關(guān)信息如下表:
請回答下列問題:
(1)U、V兩種元素組成的一種化合物甲是重要的化工原料,常把它的產(chǎn)量作為衡量石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志,則甲分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為________,其中心原子采取______雜化。
(2)V與W原子結(jié)合形成的V3W4晶體,其硬度比金剛石大,則V3W4晶體中含有________鍵,屬于________晶體。
(3)乙和丙分別是V和X的氫化物,這兩種氫化物分子中都含有18個(gè)電子。乙和丙的化學(xué)式分別是________、____________,兩者沸點(diǎn)的關(guān)系為:乙________丙(填“>”或“<”),原因是______________。
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