【題目】CO2的資源化利用能有效減少CO2排放,充分利用碳資源。
(1)CaO可在較高溫度下捕集CO2,在更高溫度下將捕集的CO2釋放利用。CaC2O4·H2O熱分解可制備CaO,CaC2O4·H2O加熱升溫過程中固體的質(zhì)量變化見下圖。
①寫出400~600 ℃范圍內(nèi)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式:________。
②與CaCO3熱分解制備的CaO相比,CaC2O4·H2O熱分解制備的CaO具有更好的CO2捕集性能,其原因是________。
(2)電解法轉(zhuǎn)化CO2可實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如下。
①寫出陰極CO2還原為HCOO的電極反應(yīng)式:________。
②電解一段時間后,陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低,其原因是________。
(3)CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉(zhuǎn)化方法,其過程中主要發(fā)生下列反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol1
反應(yīng)Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol1
在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下,CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖。其中:
CH3OCH3的選擇性=×100%
①溫度高于300 ℃,CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是________。
②220 ℃時,在催化劑作用下CO2與H2反應(yīng)一段時間后,測得CH3OCH3的選擇性為48%(圖中A點(diǎn))。不改變反應(yīng)時間和溫度,一定能提高CH3OCH3選擇性的措施有________。
【答案】CaC2O4CaCO3+CO↑ CaC2O4·H2O熱分解放出更多的氣體,制得的CaO更加疏松多孔 CO2+H++2eHCOO或CO2++2eHCOO+ 陽極產(chǎn)生O2,pH減小,濃度降低;K+部分遷移至陰極區(qū) 反應(yīng)Ⅰ的ΔH>0,反應(yīng)Ⅱ的ΔH<0,溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降,且上升幅度超過下降幅度 增大壓強(qiáng),使用對反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑
【解析】
本題注重理論聯(lián)系實(shí)際,引導(dǎo)考生認(rèn)識并體會化學(xué)科學(xué)對社會發(fā)展的作用,試題以減少CO2排放,充分利用碳資源為背景,考查《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊中方程式的計(jì)算、電化學(xué)、化學(xué)平衡移動等基本知識;
(1)①令CaC2O4·H2O的物質(zhì)的量為1mol,即質(zhì)量為146g,根據(jù)圖像,前一階段剩余固體質(zhì)量為128,原固體質(zhì)量為146g,相差18g,說明此階段失去結(jié)晶水,第二階段從剩余固體質(zhì)量與前一階段剩余固體質(zhì)量相對比,少了28g,相差1個CO2,因此400℃-600℃范圍內(nèi),分解反應(yīng)方程式為CaC2O4 CaCO3+CO↑;②CaC2O4·H2O熱分解放出更多的氣體,制得的CaO更加疏松多孔,增加與CO2的接觸面積,更好捕捉CO2;
(2)①根據(jù)電解原理,陰極上得到電子,化合價降低,CO2+HCO3-+2e-=HCOO-+CO32-,或CO2+H++2e-=HCOO-;
②陽極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+,pH減小,H+與HCO3-反應(yīng),同時部分K+遷移至陰極區(qū);
(3)①根據(jù)反應(yīng)方程式,反應(yīng)I為吸熱反應(yīng),升高溫度,平衡向正反應(yīng)方向移動,CO2的轉(zhuǎn)化率增大,反應(yīng)II為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,CO2的轉(zhuǎn)化率降低,根據(jù)圖像,上升幅度超過下降幅度,因此溫度超過300℃時,CO2轉(zhuǎn)化率上升;
②依據(jù)CH3OCH3選擇性公式,提高CH3OCH3選擇性,化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行,根據(jù)反應(yīng)II,可以增大壓強(qiáng),或者使用對反應(yīng)II催化活性更高的催化劑。
年級 | 高中課程 | 年級 | 初中課程 |
高一 | 高一免費(fèi)課程推薦! | 初一 | 初一免費(fèi)課程推薦! |
高二 | 高二免費(fèi)課程推薦! | 初二 | 初二免費(fèi)課程推薦! |
高三 | 高三免費(fèi)課程推薦! | 初三 | 初三免費(fèi)課程推薦! |
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】近年來我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料,其中一類為FeSmAsFO組成的化合物;卮鹣铝袉栴}:
(1)元素As與N同族。預(yù)測As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為_______,其沸點(diǎn)比NH3的_______(填“高”或“低”),其判斷理由是_________________________。
(2)Fe成為陽離子時首先失去______軌道電子,Sm的價層電子排布式為4f66s2,Sm3+的價層電子排布式為______________________。
(3)比較離子半徑:F__________O2(填“大于”等于”或“小于”)。
(4)一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示,晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。
圖中F和O2共同占據(jù)晶胞的上下底面位置,若兩者的比例依次用x和1x代表,則該化合物的化學(xué)式表示為____________,通過測定密度ρ和晶胞參數(shù),可以計(jì)算該物質(zhì)的x值,完成它們關(guān)系表達(dá)式:ρ=________g·cm3。
以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo),例如圖1中原子1的坐標(biāo)為(),則原子2和3的坐標(biāo)分別為__________、__________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某有機(jī)物含有C、H、O、N四種元素,如圖為該有機(jī)物的球棍模型。
(1)該有機(jī)物的化學(xué)式________________;
(2)該物質(zhì)屬于________;
A.有機(jī)物 B.氨基酸 C.二肽 D.糖 E.油脂
(3)該有機(jī)物發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】室溫下,反應(yīng)+H2OH2CO3+OH的平衡常數(shù)K=2.2×108。將NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合,可用于浸取廢渣中的ZnO。若溶液混合引起的體積變化可忽略,室溫時下列指定溶液中微粒物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是
A. 0.2mol·L1氨水:c(NH3·H2O)>c()>c(OH)>c(H+)
B. 0.2mol·L1NH4HCO3溶液(pH>7):c()>c()>c(H2CO3)>c(NH3·H2O)
C. 0.2mol·L1氨水和0.2mol·L1NH4HCO3溶液等體積混合:c()+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c()+c()
D. 0.6mol·L1氨水和0.2mol·L1NH4HCO3溶液等體積混合:c(NH3·H2O)+c()+c(OH)=0.3mol·L1+c(H2CO3)+c(H+)
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】N2O、NO和NO2等氮氧化物是空氣污染物,含有氮氧化物的尾氣需處理后才能排放。
(1)N2O的處理。N2O是硝酸生產(chǎn)中氨催化氧化的副產(chǎn)物,用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學(xué)方程式為________。
(2)NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收,主要反應(yīng)為
NO+NO2+2OH2+H2O
2NO2+2OH++H2O
①下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的有________(填字母)。
A.加快通入尾氣的速率
B.采用氣、液逆流的方式吸收尾氣
C.吸收尾氣過程中定期補(bǔ)加適量NaOH溶液
②吸收后的溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾,得到NaNO2晶體,該晶體中的主要雜質(zhì)是________(填化學(xué)式);吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是________(填化學(xué)式)。
(3)NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾氣,可提高尾氣中NO的去除率。其他條件相同,NO轉(zhuǎn)化為的轉(zhuǎn)化率隨NaClO溶液初始pH(用稀鹽酸調(diào)節(jié))的變化如圖所示。
①在酸性NaClO溶液中,HClO氧化NO生成Cl和,其離子方程式為________。
②NaClO溶液的初始pH越小,NO轉(zhuǎn)化率越高。其原因是________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】B.[實(shí)驗(yàn)化學(xué)]
丙炔酸甲酯()是一種重要的有機(jī)化工原料,沸點(diǎn)為103~105 ℃。實(shí)驗(yàn)室制備少量丙炔酸甲酯的反應(yīng)為
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟1:在反應(yīng)瓶中,加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL濃硫酸,攪拌,加熱回流一段時間。
步驟2:蒸出過量的甲醇(裝置見下圖)。
步驟3:反應(yīng)液冷卻后,依次用飽和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗滌。分離出有機(jī)相。
步驟4:有機(jī)相經(jīng)無水Na2SO4干燥、過濾、蒸餾,得丙炔酸甲酯。
(1)步驟1中,加入過量甲醇的目的是________。
(2)步驟2中,上圖所示的裝置中儀器A的名稱是______;蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的目的是______。
(3)步驟3中,用5%Na2CO3溶液洗滌,主要除去的物質(zhì)是____;分離出有機(jī)相的操作名稱為____。
(4)步驟4中,蒸餾時不能用水浴加熱的原因是________。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】對CH3-CH=CH-C≡C-CH3分子結(jié)構(gòu)的下列敘述中,正確的是( )
A. 6個碳原子有可能都在同一直線上
B. 在同一平面上的原子至少有8個
C. 在同一直線上的原子至少有5個
D. 分子中呈四面體結(jié)構(gòu)的碳原子有3個
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】工業(yè)上電解精煉銅的陽極泥是重要的二次資源,從陽極泥(含銅、銀、金、鉛等單質(zhì))中提取金和制備AgCl的工藝如下:
已知:分金液的主要成分為H[AuCl4];分金渣的主要成分為PbSO4和AgCl;分銀液的主要成分為[Ag(SO3)2]3-,且存在[Ag(SO3)2]3-Ag++2SO32-
回答下列問題:
(1)“分銅”時,銅單質(zhì)參與反應(yīng)的離子方程式為___________;如果溫度過高,銅的浸出率會降低,原因是____________。
(2)“分銅渣”中的成分有Au、Ag、AgCl和__________。
(3)“分金”時,溶解單質(zhì)金的化學(xué)方程式為________;除HC1、NaC1O3可溶解金外,“王水”也可溶解金,“王水”的成分為_____________(寫試劑的名稱)。
(4)從“分金液”中提取金時,氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_______________。
(5)向“分銀液”中加入適量的H2SO4調(diào)到pH=4時“沉銀”,能夠析出AgCl的原因是___________。
(6)AgCl能溶于氨水,發(fā)生反應(yīng)AgCl(s)+2NH3(aq)[Ag(NH3)2](aq))+Cl-(aq),其平衡常數(shù)K=2.0×10-3,現(xiàn)用1L某濃度氨水(溶質(zhì)視為NH3)完全溶解0.1mol AgCl,所需氨水濃度至少為____________mol·L-1(已知=2.25)。
查看答案和解析>>
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( )
A. 在溫度不變時,水溶液中c(H+)和c(OH-)不能同時增大
B. pH=14的溶液是堿性最強(qiáng)的溶液
C. 中性溶液中必然有c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L
D. 酸或堿溶液稀釋時,溶液的pH均減小
查看答案和解析>>
湖北省互聯(lián)網(wǎng)違法和不良信息舉報平臺 | 網(wǎng)上有害信息舉報專區(qū) | 電信詐騙舉報專區(qū) | 涉歷史虛無主義有害信息舉報專區(qū) | 涉企侵權(quán)舉報專區(qū)
違法和不良信息舉報電話:027-86699610 舉報郵箱:58377363@163.com