【題目】研究CO2的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要意義.
(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等.已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol1
②C(s,石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJmol1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學方程式為
(2)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為K=
②取一定體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比為1:3),加入恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng)反應(yīng)過程中測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系如圖1所示,則該反應(yīng)的△H(填“>”、“<”或“=”,下同)0.

③在兩種不同條件下發(fā)生反應(yīng),測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間變化如圖2所示,曲線I、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)關(guān)系為KK
(3)以CO2為原料還可以合成多種物質(zhì).①工業(yè)上尿素[CO(NH22]由CO2和NH3在一定條件下合成,其反應(yīng)方程式為 . 開始以氨碳比 =3進行反應(yīng),達平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,則NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為
②用硫酸溶液作電解質(zhì)進行電解,CO2在電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷,該電極反應(yīng)的方程式為
③將足量CO2通入飽和氨水中可得氮肥NH4HCO3 , 已知常溫下一水合氨Kb=1.8×105 , 碳酸一級電離常數(shù)Ka=4.3×107 , 則NH4HCO3溶液呈(填“酸性”、“中性”或“堿性”).

【答案】
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣28.5 kJ?mol1
(2);<;>
(3)2NH3+CO2 CO(NH22+H2O;40%;CO2+8e+8H+=CH4+2H2O;堿性
【解析】解:(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol1②C(s,石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJmol1根據(jù)蓋斯定律,①﹣②×3可得:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣28.5kJmol1 , 所以答案是:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣28.5kJmol1;(2)①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常數(shù)表達式K= ,所以答案是: ;②由甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系圖示可知:當反應(yīng)達到平衡后,升高溫度,甲醇的體積分數(shù)減小,說明升高溫度,化學平衡逆向移動,升高溫度平衡向吸熱反應(yīng)方向移動,逆反應(yīng)方向為吸熱反應(yīng),所以正反應(yīng)為放熱反應(yīng),所以△H<0,所以答案是:<;③曲線Ⅱ比I先達到平衡,說明曲線Ⅱ的反應(yīng)速率快,平衡時曲線Ⅱ甲醇的物質(zhì)的量較小,說明平衡向逆反應(yīng)進行,由于正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),不能是增大壓強,說明溫度曲線Ⅱ>I,由于溫度高,CH3OH含量低,說明化學平衡常數(shù)K>K , 所以答案是:>;(3)①根據(jù)質(zhì)量守恒定律,由CO2和NH3在一定條件下合成尿素[CO(NH22]的反應(yīng)方程式為:2NH3+CO2 CO(NH22+H2O,假設(shè)n(CO2)=1 mol,則n(NH3)=3mol,由于達平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,所以反應(yīng)消耗的n(CO2)=0.6 mol,根據(jù)方程式可知反應(yīng)的NH3的物質(zhì)的量n(NH3)=1.2 mol,所以氨氣的轉(zhuǎn)化率為(1.2 mol÷3mol)×100%=40%,所以答案是:2NH3+CO2 CO(NH22+H2O;40%; ②用硫酸溶液作電解質(zhì)進行電解,CO2在電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷,該電極反應(yīng)的方程式為:CO2+8e+8H+=CH4+2H2O,所以答案是:CO2+8e+8H+=CH4+2H2O;③一水合氨的電離常數(shù)大于HCO3的電離常數(shù),可知HCO3水解程度強于NH4+水解出生地,故NH4HCO3溶液呈弱堿性,所以答案是:堿性.
【考點精析】掌握反應(yīng)熱和焓變和化學平衡常數(shù)的含義是解答本題的根本,需要知道在化學反應(yīng)中放出或吸收的熱量,通常叫反應(yīng)熱;指在一定條件下的可逆反應(yīng)里,正反應(yīng)和逆反應(yīng)的速率相等,反應(yīng)混合物中各組分的濃度不變的狀態(tài).

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相關(guān)習題

科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】硫代硫酸鈉是一種重要的化工產(chǎn)品。某興趣小組擬制備硫代硫酸鈉晶體(Na2S2O3·5H2O)。

Ⅰ.【查閱資料】(1) Na2S2O3·5H2O是無色透明晶體,易溶于水,其稀溶液與BaCl2溶液混合無沉淀生成。 (2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得產(chǎn)品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。 (3)Na2SO3易被氧化;BaSO3難溶于水,可溶于稀鹽酸。

Ⅱ.【制備產(chǎn)品】實驗裝置如圖所示(省略夾持裝置):

實驗步驟:

(1)檢查裝置氣密性,如圖示加入試劑。儀器a的名稱是________;E中的試劑是________(選填下列字母編號)。

A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.飽和NaHSO3溶液

(2)先向C中燒瓶加入Na2S和Na2CO3的混合溶液,再向A中燒瓶滴加濃H2SO4。

(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,結(jié)束反應(yīng)。過濾C中的混合物,濾液經(jīng)________(填寫操作名稱)、結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥、得到產(chǎn)品。

Ⅲ.【探究與反思】

(1)為驗證產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4,該小組設(shè)計了以下實驗方案,請將方案補充完整。(所需試劑從稀HNO3、稀H2SO4、稀鹽酸、蒸餾水中選擇)取適量產(chǎn)品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,過濾沉淀向沉淀中加入______,若沉淀未完全溶解,并有刺激性氣味的氣體產(chǎn)生,則可確定產(chǎn)品中含有Na2SO3和Na2SO4。

(2)為減少裝置C中生成Na2SO4的量,在不改變原有裝置的基礎(chǔ)上對實驗步驟Ⅱ(2)進行了改進,改進后的操作是______________________。

(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度隨溫度升高顯著增大,所得產(chǎn)品通過________方法提純。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】A+、B-、C2-D、E、F分別表示含有18個電子的幾種微粒(離子或分子),請回答下列問題:

1A元素是________、B元素是________C元素是_______(用元素符號表示)。

2B的單質(zhì)可用來制“84”消毒液的主要成分,寫出反應(yīng)的離子方程式________________。

3)用文字描述比較B、C兩元素的非金屬性強弱的方法(必要時可用方程式,至少一條):___________________________________。

4D是由兩種元素組成的雙原子分子,用電子式表示其形成過程________________。

5E是所有含18個電子的微粒中氧化能力最強的分子,其與水反應(yīng)的化學方程式為___________________。

6F分子中含有4個原子,既有極性鍵又有非極性鍵,其電子式是_________。

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】質(zhì)量數(shù)是 37 的原子, 可能有(

A.19 個質(zhì)子, 18 個中子, 20 個電子

B.18 個質(zhì)子, 19 個中子, 18 個電子

C.19 個質(zhì)子, 18 個中子, 18 個電子

D.17個質(zhì)子, 20 個中子, 18 個電子

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】從經(jīng)濟效益和環(huán)境保護考慮,大量制取Cu(NO3)2最宜采用的方法是( )

A. CuHNO3() → Cu(NO3)2 B. CuCuOCu(NO3)2

C. CuHNO3() → Cu(NO3)2 D. CuHg(NO3)2→ Cu(NO3)2

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】銅及其化合物在生產(chǎn)、生活中有廣泛的應(yīng)用.
(1)銅可采用如下方法制備:火法煉銅:Cu2S+O2 2Cu+SO2
濕法煉銅:CuSO4+Fe═FeSO4+Cu
上述兩種方法中,銅元素均被(填“氧化”或“還原”)成銅單質(zhì).
(2)印刷電路板上使用的銅需要回收利用.方法一:用FeCl3溶液浸泡印刷電路板制備CuCl22H2O,實驗室模擬回收過程如下:

①證明步驟Ⅰ所加FeCl3溶液過量的方法是
②步驟2中所加的氧化劑最適宜的是
A.HNO3B.H2O2C.KMnO4
③步驟3的目的是使溶液的pH升高到4.2,此時Fe3+完全沉淀,可選用的“試劑1”是 . (寫出一種即可)
④蒸發(fā)農(nóng)縮CuCl2溶液時,要滴加濃鹽酸,目的是(用化學方程式并結(jié)合簡要的文字說明),再經(jīng)冷卻、結(jié)晶、過濾,得到CuCl22H2O.
方法二:用H2O2和稀硫酸共同浸泡印刷電路板制備硫酸銅時,其熱化學方程式是:
Cu(s)+H2O2(l)+H2SO4(nq)═CuSO4(aq)+2H2O(l)△H1=﹣320kJ/mol
又知:2H2O(l)═2H2O(l)+O2(g)△H2=﹣196kJ/mol
H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H3=﹣286kJ/mol
則反應(yīng)Cu(s)+H2SO4(aq)═CuSO4(aq)+H2(g)的△H=
(3)欲實現(xiàn)反應(yīng)Cu+H2SO2═CuSO4+H2 , 在你認為能實現(xiàn)該轉(zhuǎn)化的裝置中的括號內(nèi),標出電極材料(填“Cu”或“C”)

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】實驗中需要 2 mol·L-1Na2CO3溶液950 mL,配制時,你認為應(yīng)該選用的容量瓶的規(guī)格和稱取的碳酸鈉質(zhì)量分別是( )

A. 950 mL,201.4 g B. 500 mL286 g

C. 1000 mL,212 g D. 1000mL,201.4 g

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】5﹣氯﹣2,3﹣二氫﹣1﹣茚酮是一種重要的醫(yī)藥中間體.已知:R﹣Cl RCH(COOC2H52 RCH2COOH
以化合物A(分子式為C7H7Cl)為原料合成5﹣氯﹣2,3﹣二氫﹣1﹣茚酮(化合物F)工藝流程如下:
A B D
(1)寫出A結(jié)構(gòu)簡式 , 反應(yīng)E→F的反應(yīng)類型
(2)化合物B中加入足量的氫氧化鈉水溶液,在高溫高壓的條件并加合適的催化劑(所有鹵素原子參與水解)反應(yīng)的方程式
(3)某化合物是D的同分異構(gòu)體,能使FeCl3溶液顯紫色,且分子中只有3種不同化學環(huán)境的氫.寫出該化合物的結(jié)構(gòu)簡式:(任寫一種).
(4)E→F的轉(zhuǎn)化中,會產(chǎn)生一種與F互為同分異構(gòu)體的副產(chǎn)物,其結(jié)構(gòu)簡式為
(5)根據(jù)已有知識并結(jié)合相關(guān)信息,寫出以化合物F和CH2(COOC2H52為有機反應(yīng)原料制備 的合成路線流程圖(注明反應(yīng)條件).合成路線流程圖示例如下: CH3CH2OH CH2=CH2

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】寫出C5H12的所有的同分異構(gòu)體.

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