【題目】中共十九大報(bào)告指出,加快水污染防治、實(shí)施流域環(huán)境和近岸海域綜合治理、環(huán)境污染的治理是化學(xué)工作者研究的重要課題,也是踐行綠水青山就是金山銀山的重要舉措。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

科學(xué)研究表明,當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的化石燃料到本世紀(jì)中葉將枯竭,解決此危機(jī)的有效途徑之一便是實(shí)現(xiàn)燃料和燃燒產(chǎn)物之間的良性循環(huán)(如圖甲所示)

1一種常用的方法是在230℃、有催化劑條件下將CO2H2,轉(zhuǎn)化為甲醇蒸汽和水蒸氣。圖乙是生成1molCH3OH時(shí)的能量變化示意圖。已知破壞1mol不同共價(jià)鍵的能量(kJ) 分別如下表:

C-H

C-O

C=O

H-H

H-O

413.4

351

745

436

462.8

結(jié)合上表數(shù)據(jù),試寫出生成CH3OH的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:____________________。

已知E2=189.8kJ·mol-1,則E1=_______。

2將不同量的CO(g) H2O(g) 分別通入到體積為2L的恒容密閉容器中進(jìn)行如下反應(yīng): CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 得到如下表所示三組數(shù)據(jù):

實(shí)驗(yàn)

溫度/℃

起始量

達(dá)到平衡

CO/mol

H2O/mol

H2/mol

CO轉(zhuǎn)化率

所需時(shí)間/min

1

650

4

2

1.6

6

2

900

3

2

3

3

900

該反應(yīng)的△H_______0 (“<”“>”)。

實(shí)驗(yàn)2條件下的平衡常數(shù)K=_______。

實(shí)驗(yàn)3中,若起始時(shí)在容器中加入CO、H2O、CO2、H 21mol則此時(shí)v_______v (“<”“>”“=”)。

3合成甲醇時(shí)所需的CO2 可以利用Na2CO3溶液從工業(yè)廢氣(主要含CO2) 中捕捉,其原理如圖:

現(xiàn)向100mL 0.1mol/L Na2CO3溶液中通入112mL (已換算為標(biāo)準(zhǔn)狀況) CO2,假設(shè)溶液中沒(méi)有晶體析出,試回答下列問(wèn)題:

該工業(yè)廢氣處理過(guò)程中靜電除塵裝置利用了______________________________的原理。

用離子方程式解釋Na2CO3溶液呈堿性的原因:_____________________。

反應(yīng)后所得溶液中的各離子濃度由大到小的順序是______________________________。

【答案】 CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2OH=-181.6kJ/mol 8.2kJ/mol < < 膠體離子帶電性(或膠體的電泳現(xiàn)象) CO32-+H2OHCO3-+OH- c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)

【解析】(1)①反應(yīng)熱等于反應(yīng)物總鍵能減去生成物的總鍵能,而二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲醇的反應(yīng)方程式為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g),可知該反應(yīng)的反應(yīng)熱H=(2×745+3×436-2×462.8-3×413.4-351-462.8)kJmol-1=-181.6kJmol-1,故答案為:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2OH=-181.6kJ/mol;

②由圖可知:H=E1-E2,所以E1=E2+H=189.8kJ·mol-1-181.6kJmol-1=8.2kJmol-1,故答案為:8.2kJ/mol

(2)650℃根據(jù)方程式可知

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始量(mol) 4 2 0 0

轉(zhuǎn)化量(mol)1.6 1.6 1.6 1.6

平衡量(mol)2.4 0.4 1.6 1.6

因?yàn)閮傻挠?jì)量數(shù)相等,所以反應(yīng)前后體積不變,可以用物質(zhì)的量代替濃度計(jì)算平衡常數(shù),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K==

900℃根據(jù)方程式可知

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)

起始量(mol)3 2 0 0

轉(zhuǎn)化量(mol)1 11 1

平衡量(mol)21 1 1

此時(shí)平衡常數(shù)K==,而,這說(shuō)明升高溫度平衡常數(shù)減小,因此升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行,即正反應(yīng)是放熱反應(yīng),則該反應(yīng)的H0,故答案為:<;

②根據(jù)①的分析可知實(shí)驗(yàn)2條件下的平衡常數(shù)K=,故答案為: ;

③實(shí)驗(yàn)3中,此時(shí)Qc==1K,反應(yīng)逆向進(jìn)行,此時(shí)vv,故答案為:<;

(3)①膠體離子帶有電性,在電場(chǎng)中能夠定向移動(dòng),故答案為:膠體離子帶電性(或膠體的電泳現(xiàn)象);

Na2CO3溶液水解生成氫氧化鈉,溶液呈堿性,離子方程式為CO32-+H2OHCO3-+OH-,故答案為:CO32-+H2OHCO3-+OH-;

(3)①將100mL0.1mol/LNa2CO3的溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量為:0.1L×0.1mol/L=0.01mol,112mLCO2的物質(zhì)的量為:0.005mol,發(fā)生反應(yīng)Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,二者反應(yīng)碳酸鈉過(guò)量為0.005mol,同時(shí)生成0.01molNaHCO3,碳酸根離子的水解程度大于碳酸氫根離子,所以離子濃度大小為:c(Na+)c(HCO3-)c(CO32-)c(OH-)c(H+)故答案為:c(Na+)c(HCO3-)c(CO32-)c(OH-)c(H+)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】資料表明:赤熱銅能與NO2反應(yīng)。某小組設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行探究,探究固體產(chǎn)物的成分,氣體產(chǎn)物是N2還是NO。

已知:酸性KMnO4溶液能氧化NO生成NO3ˉ;

NOFeSO4溶液反應(yīng):NO+FeSO4=[Fe(NO)]SO4(棕色);

Cu2O+2H+=Cu+Cu2++H2O

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1A中反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________。

2檢查裝置氣密性,裝好藥品,然后實(shí)驗(yàn)的正確操作順序是____________

關(guān)閉K1,打開(kāi)K2打開(kāi)分液漏斗活塞

打開(kāi)K1,關(guān)閉K2點(diǎn)燃C處酒精燈

3實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,D裝置中的現(xiàn)象是____________,能否根據(jù)D裝置中的現(xiàn)象確認(rèn)C中有無(wú)NO生成? ______,理由是________________________。

4E裝置的作用是____________。

5當(dāng)銅粉完全反應(yīng)后,實(shí)驗(yàn)小組對(duì)反應(yīng)后的固體成分提出以下猜想:只有CuO;只有Cu2O;有同學(xué)認(rèn)為可通過(guò)簡(jiǎn)單的定性實(shí)驗(yàn)即可判斷猜想是否成立,其實(shí)驗(yàn)方法是_____________________。

6實(shí)驗(yàn)中E裝置自始至終未顯棕色,小組最后通過(guò)定量實(shí)驗(yàn)得到如下數(shù)據(jù)。

C裝置質(zhì)量

F裝置氣體的體積(已折算為標(biāo)準(zhǔn)狀況)

玻管質(zhì)量

Cu質(zhì)量

反應(yīng)后(玻管+生成物)

mg

1.92g

(m+2.24)g

112mL

據(jù)此寫出實(shí)驗(yàn)時(shí)實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在濃鹽酸中H3AsO3與SnCl2反應(yīng):SnCl2+H3AsO3+HCl(濃)→As+SnCl4+M,則正確的組合是( )

①H3AsO3被還原;②還原性:Cl->As;③M為電解質(zhì);④SnCl4是氧化產(chǎn)物;⑤每生成7.5gAs,還原劑失去的電子為0.3mol

A. ①③④⑤ B. ①④⑤ C. ①②③④ D. ①②③④⑤

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】某同學(xué)用NaHCO3和KHCO3組成的固體混合物進(jìn)行實(shí)驗(yàn),測(cè)得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)(鹽酸的物質(zhì)的量濃度相等)如表所示,下列說(shuō)法不正確的是 ( )

鹽酸/mL

50

50

50

固體混合物質(zhì)量/g

9.2

15.7

27.6

標(biāo)準(zhǔn)狀況下CO2體積/L

2.24

3.36

3.36

A. 鹽酸的物質(zhì)的量濃度為3.0 mol·L-1 B. 根據(jù)表中數(shù)據(jù)能計(jì)算出混合物中NaHCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

C. 加入9.2g固體混合物時(shí)鹽酸過(guò)量 D. 15.7g固體混合物恰好與鹽酸完全反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】373 K時(shí),把0.5 mol N2O4通入體積為5 L的恒容真空密閉容器中,立即出現(xiàn)紅棕色氣體。反應(yīng)進(jìn)行到2 s時(shí),NO2的濃度為0.02 mol·L-1。在60 s時(shí),體系達(dá)到平衡狀態(tài),此時(shí)容器內(nèi)的壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的1.6倍。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

A. 2 sN2O4的濃度變化表示的平均反應(yīng)速率為0.005 mol·L-1·s-1

B. 2 s時(shí)體系內(nèi)的壓強(qiáng)為開(kāi)始時(shí)的1.1

C. 平衡時(shí)體系內(nèi)含N2O4 0.2 mol

D. 平衡時(shí),N2O4的轉(zhuǎn)化率為40%

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】碳、氧、氮、鎂、鉻、鐵、銅是幾種重要的元素,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1在第二周期的元素中,第一電離能介于BN之間的元素有_________種。

2查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)MgO的熔點(diǎn)比CuO的熔點(diǎn)高得多,其原因是____________________。

3FeCO能形成一種重要的催化劑Fe(CO)5,該分子中σ鍵與π鍵個(gè)數(shù)比為______________。請(qǐng)寫出一個(gè)與CO互為等電子體的離子:____________________

4金屬鉻是一種銀白色,極硬,耐腐蝕的金屬,鉻的化合物種類繁多,如:Cr2(SO4)3、K2Cr2O7以及配離子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+

①K2Cr2O7具有很強(qiáng)的氧化性,能直接將CH3CH2OH氧化成CH3COOH,試寫出基態(tài)鉻原子的價(jià)層電子排布式:_______________;CH3COOH分子中碳原子的雜化類型為_________________;乙醇和丙烷相對(duì)分子質(zhì)量相近,但乙醇的熔、沸點(diǎn)比丙烷高很多,試解釋其主要原因:____________________________________

該配離子[Cr(H2O)3(NH3)3]3+中,中心離子的配位數(shù)為_______NH3VSEPR模型為_______

圖為Cu-Cr形成的一種合金的晶胞(假設(shè)晶體中原子之間彼此相切),單獨(dú)屬于該晶胞的Cu原子共有三個(gè),其原子坐標(biāo)可分別表示為:,0,0)、(0, 0)、_______;已知晶胞中CrCu原子間的最近距離為apm,則該晶體的密度為_______g·cm-3(用含a的代數(shù)式表示,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】完成下列計(jì)算:

(1)某無(wú)土栽培用的營(yíng)養(yǎng)液,要求KCl、K2SO4和NH4Cl三種固體原料的物質(zhì)的量之比為1:4:8。若配制該營(yíng)養(yǎng)液,取428gNH4Cl,則需KCl的質(zhì)量為________g。

(2)在K2SO4和Al2(SO4)3的混合溶液中,測(cè)得Al3+的濃度為0.2molL﹣1,加入等體積0.6molL﹣1的BaCl2溶液恰好使SO42-完全沉淀,則混合溶液中K+的濃度為_____molL﹣1。

(3)某固態(tài)化合物X受熱分解的反應(yīng)為:X=A↑+B↑+C↑,在一定的溫度和壓強(qiáng)下測(cè)得反應(yīng)生成的混合氣體對(duì)氫氣的相對(duì)密度為15,則X的摩爾質(zhì)量是___________。

(4)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將V L A氣體(摩爾質(zhì)量為M molL﹣1)溶于0.1L水(密度1g/cm3)中,所得溶液的密度為dg/mL,則此溶液的物質(zhì)的量濃度為____________molL﹣1。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】中學(xué)化學(xué)中的一些常見(jiàn)物質(zhì)有下圖轉(zhuǎn)化關(guān)系(部分產(chǎn)物未給出)。其中A的焰色呈黃色,D常溫下為黃綠色氣體,反應(yīng)為侯氏制堿法反應(yīng)原理之一,E是常見(jiàn)的金屬。

回答下列問(wèn)題。

(1)F的電子式為 。

(2)G的化學(xué)式為 。

(3)寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式 。

(4)寫出反應(yīng)的離子方程式 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列物質(zhì)中所含的化學(xué)鍵只有離子鍵的是

A. KCl B. NaOH C. HCl D. SO3

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