【題目】科學(xué)家積極探索新技術(shù)對(duì)CO2進(jìn)行綜合利用。請(qǐng)回答下列問題:

1已知: H2的燃燒熱為285.8kJ/mol,C2H4的燃燒熱為1411.0kJ/mol,H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol,CO2 H2反應(yīng)生成乙烯和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為____________,上述反應(yīng)在__________下自發(fā)進(jìn)行(高溫低溫”)。

2乙烯是一種重要的氣體燃料,可與氧氣、熔融碳酸鈉組成燃料電池。寫出該燃料電池負(fù)極的電極反應(yīng)式:_______________________.

3在體積為1L的密閉容器中,充入3mol H21mol CO2,測(cè)得溫度對(duì)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率和催化劑催化效率的影響如圖所示。

①平衡常數(shù): KM__________KN (“>”“<”“=”)

②下列說法正確的是_________(填序號(hào))。

A.當(dāng)混合氣體密度不變時(shí),說明反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)

B.當(dāng)壓強(qiáng)或n(H2)/n(CO2)不變時(shí),均可證明反應(yīng)已達(dá)平衡狀態(tài)

C.當(dāng)溫度高于250℃時(shí),因?yàn)榇呋瘎┑拇呋式档,所以平衡向逆反?yīng)方向移動(dòng)

D.若將容器由恒容換為恒壓,其他條件不變,則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大

250℃時(shí),將平衡后的混合氣體(不考慮平衡移動(dòng)) 通入300mL 3mol/LNaOH溶液中充分反應(yīng),則所得溶液中所有離子的濃度大小關(guān)系為__________

④圖中M點(diǎn)對(duì)應(yīng)乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____________。

5達(dá)平衡后,將容器體積瞬間擴(kuò)大至2L并保持不變,平衡向_____移動(dòng)(正向”“逆向”),容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量______(增大”“減小不變”)。

【答案】 2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-127.8kJ/mol 低溫 C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O > D c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(H+) 14%0.14 逆向 減小

【解析】(1).根據(jù)題給信息分別寫出三個(gè)熱化學(xué)反應(yīng)方程式:H2O(g)=H2O(l)ΔH=-44.0kJ/mol,C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H=-1411.0kJ·mol- ,H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ/mol;根據(jù)蓋斯定律,整理出熱化學(xué)方程式并計(jì)算出反應(yīng)的ΔH;正確答案:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-127.8kJ/mol;該反應(yīng)為一個(gè)S<0,ΔH<0的反應(yīng),在低溫下能夠進(jìn)行;正確答案低溫;

2)乙烯氣體與氧氣形成的燃料電池,電解質(zhì)為熔融碳酸鈉;乙烯做負(fù)極被氧化生成二氧化碳;根據(jù)電子守恒和電荷守恒規(guī)律,極反應(yīng)為C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O正確答案:C2H4-12e-+6CO32-=8CO2+2H2O;

3從圖像看出,溫度升高,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率降低,該反應(yīng)正反應(yīng)為放熱反應(yīng);升高溫度,平衡左移,平衡常數(shù)減;

①正確答案:KM >KN

② 可逆反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH=-127.8kJ/mol;其他條件下不變,反應(yīng)前后的氣體的總質(zhì)量不變,容器的體積不變,混合氣體密度恒為定值,無法判定平衡狀態(tài),A錯(cuò)誤;該反應(yīng)為反應(yīng)前后氣體總量減少的反應(yīng),壓強(qiáng)不變可以判定反應(yīng)達(dá)平衡狀態(tài),但是氫氣、二氧化碳均為反應(yīng)物,按一定比例關(guān)系進(jìn)行反應(yīng),n(H2)/n(CO2)始終保持不變,無法判定平衡狀態(tài), B錯(cuò)誤溫度高于250℃時(shí),催化劑的催化效率降低,但是催化劑對(duì)平衡的移動(dòng)無影響向左移動(dòng)是因?yàn)闇囟壬叩木壒?/span>;C錯(cuò)誤;該反應(yīng)為氣體體積減少的的反應(yīng),若將容器由恒容換為恒壓,其他條件不變,相當(dāng)于加壓的過程,平衡右移,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率增大D正確;正確答案:D;

250℃時(shí),根據(jù)圖像看出,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為50%,平衡后剩余二氧化碳的量1×50%=0.5mol,設(shè)反應(yīng)生成碳酸氫鈉xmol,碳酸鈉y mol,根據(jù)碳原子守恒:x+y=0.5;根據(jù)鈉離子守恒:x+2y=3×0.3,解之,x= 0.1mol ,y=0.4mol;即碳酸氫鈉0.1mol,碳酸鈉 0.4mol, 碳酸鈉的量比碳酸氫鈉大,CO32-水解很少,剩余得多;所以c(CO32-)>c(HCO3-);溶液中離子濃度大小關(guān)系:c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(H+);正確答案:c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(H+);

④可逆反應(yīng): 2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g) + 4H2O(g)

起始量:1 3 0 0

變化量 1×50% 3×50% 0.5×50% 2×50%

平衡量 0.5 1.5 0.25 1

混合氣體的總質(zhì)量:1×44+3×2=50g, 乙烯的質(zhì)量:0.25×28=7 g,所以乙烯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7÷50×100%= 14%0.14;正確答案14%0.14

5)增大體積,相當(dāng)于減壓,平衡向左移動(dòng);正確答案:逆向;反應(yīng)前后混合氣體的總質(zhì)量不變,體積變大,所以密度減少;正確答案:減。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】碳是形成化合物種類最多的元素,其單質(zhì)及化合物是人類生產(chǎn)生活的主要能源物質(zhì)。

請(qǐng)回答下列問題:

(1)有機(jī)物M經(jīng)過太陽(yáng)光光照可轉(zhuǎn)化成N,轉(zhuǎn)化過程如下:

ΔH=+88.6 kJ·mol-1

則M、N相比,較穩(wěn)定的是

(2)已知CH3OH(l)的燃燒熱為238.6 kJ·mol-1,CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g) ΔH=-a kJ·mol-1,則a 238.6(填“”、“”或“=”)。

(3)使Cl2和H2O(g)通過灼熱的炭層,生成HCl和CO2,當(dāng)有1 mol Cl2參與反應(yīng)時(shí)釋放出145 kJ熱量,寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。

(4)火箭和導(dǎo)彈表面的薄層是耐高溫物質(zhì)。將石墨、鋁粉和二氧化鈦按一定比例混合在高溫下煅燒,所得物質(zhì)可作耐高溫材料,4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)=2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1 176 kJ·mol-1,則反應(yīng)過程中,每轉(zhuǎn)移1 mol電子放出的熱量為 。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】為了除去粗鹽中的Ca2+Mg2+、SO42-及泥沙,得到純凈的NaCl,可將粗鹽溶于水,然后在下列操作中選取必要的步驟和正確的操作順序是(

①過濾 ②加過量NaOH溶液 ③加適量鹽酸

④加過量Na2CO3溶液 ⑤加過量BaCl2溶液

A.①④①②⑤③B.①②④⑤③C.①④②⑤①③D.①②⑤④①③

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知下列三種氣態(tài)物質(zhì)之間的反應(yīng):

C2H2g)+H2gC2H4g

2CH4gC2H4g)+2H2g

已知在降低溫度時(shí)式平衡向右移動(dòng),式平衡向左移動(dòng),則下列三個(gè)反應(yīng):

Cs)+2H2g)=CH4gΔH=-Q1kJ/mol

Cs)+H2g)=C2H2gΔH=-Q2kJ/mol

Cs)+H2g)=C2H4gΔH=-Q3kJ/mol

Q1、Q2、Q3均為正值,下列關(guān)系正確的是( )

A. Q1>Q3>Q2 B. Q1>Q2>Q3 C. Q2>Q1>Q3 D. Q3>Q1>Q2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】過碳酸鈉(Na2CO3·3H2O2) 在洗滌、紡織、醫(yī)藥等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。一種制備過碳酸鈉的工藝流程如圖所示。

(1)碳酸鈉水溶液呈堿性的原因是____________(用離子方程式表示),為增強(qiáng)洗滌效果,可采取最簡(jiǎn)單的措施是________________。

(2)過碳酸鈉受熱易分解,寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式:__________________

(3)穩(wěn)定劑可能是_____(填序號(hào))。

A.Na2SO3 B.Na2SiO3 C.H2SO4 D.MnO2

(4)結(jié)晶時(shí)加入食鹽的目的是_________,母液中可循環(huán)使用的物質(zhì)是_________(填化學(xué)式)。

(5)工業(yè)上常以過碳酸鈉產(chǎn)品中活性含氧量來衡量產(chǎn)品優(yōu)劣,13%以上的為優(yōu)質(zhì)品。產(chǎn)品中活性氧含量的測(cè)定方法: 稱量m g 樣品,在250mL 錐形瓶中用100mL 0.5mol/L硫酸完全溶解,立即用c mol/L的高錳酸鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定,至滴定終點(diǎn),過程中MnO2被還原為Mn2+,進(jìn)行三次滴定,測(cè)得消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液平均體積為V1mL。另外,在不加樣品的情況下按照上述過程進(jìn)行空白實(shí)驗(yàn),消耗高錳酸鉀溶液的體積為V2 mL。該產(chǎn)品活性氧含量為________(用代數(shù)式表示)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】化學(xué)中有許多的 “守恒或相等”,下列說法中不滿足守恒或相等的是

A. 化學(xué)反應(yīng)中,參加反應(yīng)物總質(zhì)量與生成物總質(zhì)量

B. 化學(xué)反應(yīng)中,反應(yīng)物總能量與生成物總能量

C. 溶液中,陽(yáng)離子所帶正電荷總數(shù)與陰離子所帶負(fù)電荷總數(shù)

D. 溶液中,稀釋前溶質(zhì)質(zhì)量與稀釋后溶質(zhì)質(zhì)量

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列指定反應(yīng)的離子方程式正確的是

A. NO2通入水中:3NO2+H2O=2H++2NO2-+NO

B. Fe(OH)3溶于HI溶液:Fe(OH)3+3H+=Fe3++3H2O

C. (NH4)2SO4溶液中加入Ba(OH)2溶液:NH4++SO42-+Ba2++OH-=BaSO4↓+NH3·H2O

D. NaAlO2溶液中滴入NaHCO3溶液產(chǎn)生白色沉淀:AlO2-+HCO3-+H2O=Al(OH)3↓+CO

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】關(guān)于1mol/L K2SO4溶液的下列說法正確的是(
A.溶液中含有1mol K2SO4
B.1molK2SO4溶于1L水中
C.溶液中c(K+ )=2mol/L
D.1L 溶液中含2molK+ , 4mol O2

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】生物柴油是一種用植物油、動(dòng)物油或廢棄油脂等為原料加工而成的清潔燃料,主要成分為高級(jí)脂肪酸甲酯。一種用菜籽油等為原料制備生物柴油的實(shí)驗(yàn)步驟如下:

向右圖所示的三口燒瓶中加入3.2 g CH3OH、0.2 g NaOH,溶解后向其中加入20 g(0.021~0.023 mol)菜籽油及60 mL正己烷。

加熱至60~65 ℃,攪拌2.5~3 h,靜置。上層為生物柴油、正己烷及甲醇,下層主要為甘油。

分液、水洗。

蒸餾保持120℃時(shí)至無液體流出,剩余物為生物柴油。

(1)步驟①中控制n(CH3OH)/n(油脂)>3的目的是________;正己烷的作用是________

(2)步驟②適宜的加熱方式是________;菜籽油的成分之一油酸甘油酯(結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如右圖)與甲醇反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________________________

(3)步驟③用分液漏斗分離時(shí),獲取上層液體的方法是________;用水洗滌上層液體時(shí)說明已洗滌干凈的依據(jù)是__________________________________。

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