【題目】對溫室氣體二氧化碳的研究一直是科技界關(guān)注的重點(diǎn)。
I.在催化劑存在下用H2還原CO2是解決溫室效應(yīng)的重要手段之一,相關(guān)反應(yīng)如下:
主反應(yīng):CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H1①
副反應(yīng):CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
已知H2和CH4的燃燒熱分別為-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ·mol-1
(1)△H1=______kJ·mo l-1。
(2)有利于提高CH4平衡產(chǎn)率的反應(yīng)條件是(至少寫兩條)_________。工業(yè)上提高甲烷反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是_____________。
(3)T℃時(shí),若在體積恒為2L的密閉容器中同時(shí)發(fā)生上述反應(yīng),將物質(zhì)的量之和為5mol的H2和CO2以不同的投料比進(jìn)行反應(yīng),結(jié)果如圖所示。若a、b表示反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率,則表示H2轉(zhuǎn)化率的是______,c、d分別表示CH4(g)和CO(g)的體積分?jǐn)?shù),由圖可知=______時(shí),甲烷產(chǎn)率最高。若該條件下CO的產(chǎn)率趨于0,則T℃時(shí)①的平衡常數(shù)K=________。
II.溶于海水的CO295%以HCO3-形式存在。在海洋中,通過如下左圖鈣化作用實(shí)現(xiàn)碳自凈。
(4)寫出寫出鈣化作用的離子方程式____________。
(5)電解完成后,a室的pH值______(“變大”、“變小”或“幾乎不變”);其間b室發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為____________。
【答案】 -164.0 降低溫度,增大壓強(qiáng) 催化劑 b 4 100 2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O 幾乎不變 H++ HCO3-= CO2↑+H2O
【解析】I.根據(jù)已知有: CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
③2H2+ O2(g)= 2H2O(l) △H3=-571.0kJ·mol-1
④CH4+ 2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l) △H4=-890.0kJ·mol-1
⑤H2O(l)=H2O(g) △H5=+44 kJ·mol-1
根據(jù)蓋斯定律,由①=③×2-④+⑤×2,則CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H1 =2△H3-△H4+2△H5=-164.0 kJ·mol-1;(2)反應(yīng)CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)是正方向?yàn)闅怏w體積縮小的放熱反應(yīng),降低溫度和增大壓強(qiáng)都有利于反應(yīng)正向移動,提高CH4平衡產(chǎn)率;工業(yè)上提高甲烷反應(yīng)選擇性的關(guān)鍵因素是催化劑;(3)隨著比值的增大,氫氣的轉(zhuǎn)化率降低,則表示H2轉(zhuǎn)化率的是b;隨著比值的增大,氫氣的量增多,一氧化碳的量減少,甲烷的量增加,故c為CH4(g) 的體積分?jǐn)?shù),由圖可知=4時(shí),甲烷產(chǎn)率最高。若該條件下CO的產(chǎn)率趨于0,則=4,開始物質(zhì)的量之和為5mol的H2和CO2分別為4mol和1mol,平衡轉(zhuǎn)化率為80%,則平衡時(shí)各物質(zhì)的量濃度為:
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)
開始時(shí)濃度/mol/L 0.5 2 0 0
改變的濃度/mol/L 0.4 1.6 0.4 0.8
平衡時(shí)濃度/mol/L 0.1 0.4 0.4 0.8
K==100;
II. (4)根據(jù)圖中信息可知,鈣化作用是碳酸氫鈣轉(zhuǎn)化為碳酸鈣、二氧化碳和水,其反應(yīng)的離子方程式為:2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O;(5)電解完成后,a室氫氧根離子得電子產(chǎn)生氧氣,而氫離子進(jìn)入b室,pH值幾乎不變;其間b室發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:H++ HCO3-= CO2↑+H2O。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì),它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式為:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3kJ·mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ·mol-1
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1
(1)在深海中存在一種甲烷細(xì)菌,它們依靠酶使甲烷與O2作用產(chǎn)生的能量存活,甲烷細(xì)菌使1mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水,放出的能量________(填“>”“<”或“=”)890.3kJ。
(2)甲烷與CO2可用于合成水煤氣(主要成分是一氧化碳和氫氣):CH4+CO2=2CO+2H2,1gCH4完全反應(yīng)可釋放15.46kJ的熱量,則:
①能表示該反應(yīng)過程中能量變化的是________(填字母)。
②若將物質(zhì)的量均為1mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中,體系放出的熱量隨著時(shí)間的變化如圖所示,則CH4的轉(zhuǎn)化率為________。
(3)C(s)與H2 (g)不反應(yīng),所以C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱無法直接測量,但通過上述反應(yīng)可求出C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱ΔH=_____。
(4)目前對于上述三種物質(zhì)的研究是燃料研究的重點(diǎn),下列關(guān)于上述三種物質(zhì)的研究方向中可行的是_______(填字母)。
A.尋找優(yōu)質(zhì)催化劑,使CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2,并放出熱量
B.尋找優(yōu)質(zhì)催化劑,在常溫常壓下使CO2分解生成碳與O2
C.尋找優(yōu)質(zhì)催化劑,利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成水煤氣(CO、H2)
D.將固態(tài)碳合成為C60,以C60作為燃料
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】高溫下,某反應(yīng)達(dá)平衡,平衡常數(shù)K=。恒容時(shí),溫度升高,H2濃度減小。下列說法正確的是
A、該反應(yīng)的焓變?yōu)檎?/span>
B、恒溫恒容下,增大壓強(qiáng),H2濃度一定減小
C、升高溫度,逆反應(yīng)速率減小
D、該反應(yīng)化學(xué)方程式為CO+H2O=CO2+H2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下圖A、B是等體積容器,K是開關(guān),活塞可以左右移動。在一定溫度下,關(guān)閉K,向A中通入一定量的NO2。發(fā)生:2NO2(g)N2O4(g);△H<0。則以下說法不正確的是
A. 保持活塞位置不變,打開K,體系中氣體顏色先變淺、然后略加深
B. 打開K一會,再關(guān)閉它,向右推動活塞,最后A容器的氣體顏色比B的淺
C. 保持活塞位置不變,打開K一會,再關(guān)閉它,把A容器加熱,A中氣體顏色比B中深
D. 打開K一會,再關(guān)閉它,向B中通入氬氣,B中氣體顏色不變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于化石燃料及其使用的一些說法中不正確的是( )
A. 煤的氣化是指將固態(tài)煤粉碎后高溫下變?yōu)闅鈶B(tài),以使煤燃燒時(shí)能與氧氣充分接觸而完全燃燒
B. 天然氣除可用作清潔能源外,也可用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等
C. 石油分餾得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分不相同
D. 化石燃料也是重要的化工原料,乙烯和苯就是分別來自于石油和煤的基本化工原料
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在常溫、常壓和光照條件下,N2在催化劑表面與H2O發(fā)生反應(yīng):2N2(g)+6H2O(l) =4NH3(g)+3O2(g)。在2 L的密閉容器中,起始反應(yīng)物用量相同,催化劑的使用情況也相同,控制不同溫度分別進(jìn)行4組實(shí)驗(yàn),3 h后測定NH3的生成量,所得數(shù)據(jù)如下表:
實(shí)驗(yàn)級別 | 實(shí)驗(yàn)1 | 實(shí)驗(yàn)2 | 實(shí)驗(yàn)3 | 實(shí)驗(yàn)4 |
溫度/K | 303 | 313 | 323 | 353 |
NH3生成量/106mol | 4.8 | 5.9 | 6.0 | 2.0 |
下列說法不正確的是
A. 溫度為303 K時(shí),在3 h內(nèi)用氮?dú)獗硎镜钠骄磻?yīng)速率為4×107mol·L1·h1
B. 實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)3中,3 h內(nèi)N2的轉(zhuǎn)化率之比為4:5
C. 分析四組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得出,溫度升高可加快反應(yīng)速率,也可能減慢反應(yīng)速率
D. 353 K時(shí),可能是催化劑催化活性下降或部分水脫離催化劑表面,致使化學(xué)反應(yīng)速率減慢
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下圖是幾種常見有機(jī)物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系圖。C具有果香味。
根據(jù)以上信息及各物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系完成下列各題:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為_______,工業(yè)上用乙烯生產(chǎn)A的化學(xué)方程式為__________。
(2)B的官能團(tuán)名稱為_____,B可與純堿溶液反應(yīng),寫出該反應(yīng)方程式_____________。
(3)A+B→C的化學(xué)方程式為__________,反應(yīng)類型為_________反應(yīng)。
(4)下列說法正確的是_______。
a.上述有機(jī)物中只有C6H12O6屬于糖類物質(zhì)
b.物質(zhì)A和B都屬于電解質(zhì)
c.物質(zhì)C和油脂類物質(zhì)互為同系物
d.轉(zhuǎn)化1可在人體內(nèi)完成,該催化劑屬于蛋白質(zhì)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】劣質(zhì)洗發(fā)水中含有超標(biāo)致癌物二噁烷。關(guān)于該化合物的說法正確的是
A. 與 1,4-丁二醇(CH2OHCH2CH2CH2OH)互為同分異構(gòu)體
B. l mol 二噁烷完全燃燒消耗 5molO2
C. 分子中所有原子均處于同一平面
D. 一氯代物有 4 種
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在可逆反應(yīng):2A(g)+3B(g)xC(g)+D(g)中,已知:起始濃度A為5mol/L,B為3mol/L,C的反應(yīng)速率為0.5mol/(L·min),2min后,測得D的濃度為0.5mol/L。則關(guān)于此反應(yīng)的下列說法正確的是( )
A. 2min末時(shí)A和B的濃度之比為5:3
B. x=1
C. 2min末時(shí)B的濃度為1.5mol/L
D. 2min末時(shí)A的消耗濃度為0.5mol/L
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