【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(wèn)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(xiě)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(shuō)法正確的是_________(填序號(hào))。

A.當(dāng)混合氣體密度不變時(shí),說(shuō)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式档停云胶庀蚰娣磻?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(xiě)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(wú)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(wú)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(wú)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(guò)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(lái)源: 題型:

【題目】下列說(shuō)法正確的是(
①泥漿中泥沙是溶質(zhì),水是溶劑
②醫(yī)用酒精中,水是溶劑,酒精是溶質(zhì)
③凡是分散質(zhì)能通過(guò)半透膜的分散系即屬于膠體
④通過(guò)丁達(dá)爾現(xiàn)象可以鑒別膠體和溶液.
A.①②③④
B.②④
C.②③
D.①②④

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在容積一定的密閉器中發(fā)生可逆反應(yīng):A(g)+2B(g) 2C(g) ΔH=+QQ>0),條件變化時(shí),影響平衡移動(dòng)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是(

A. p1<p2,縱坐標(biāo)指A的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

B. p1>p2,縱坐標(biāo)指C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

C. p1>p2,縱坐標(biāo)指混合氣體的平衡摩爾質(zhì)量

D. p1>p2,縱坐標(biāo)指A的轉(zhuǎn)化率

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】硫化氫是一種有臭雞蛋氣味的劇毒氣體,在生產(chǎn)、生活及科研中均有重要應(yīng)用。

(1)工業(yè)上采用高溫?zé)岱纸?/span>H2S的方法制取H2,在膜反應(yīng)器中分離出H2,發(fā)生的反應(yīng)為2H2S(g)2H2(g)+S2(g)△H

已知:①H2S(g)H2(8)+S(g)△H1

②2S(g)S2(g)△H2

△H=________(用含△H1、△H2的式子表示)。

(2)在容積2 L的恒容密閉容器中,控制不同溫度進(jìn)行H2S分解:2H2S(g)2H2(g)+S2(g)。H2S的起始物質(zhì)的量均為1mol,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)得H2S的轉(zhuǎn)化率如圖1所示。曲線a表示H2S的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度的關(guān)系,曲線b表示不同溫度下反應(yīng)經(jīng)過(guò)相同時(shí)間時(shí)H2S的轉(zhuǎn)化率。

反應(yīng)2H2S (g)2H2(g)+S2(g)是放熱還是吸熱,判斷并說(shuō)理由________。

隨著H2S分解溫度的升高,曲線b向曲線a逐漸靠近,其原因是________ 。

985℃時(shí),該反應(yīng)經(jīng)過(guò)5 s達(dá)到平衡,則該反應(yīng)的平衡常數(shù)為________。在圖2中畫(huà)出985℃時(shí),0~6s 體系中S2(g)濃度隨時(shí)間的變化曲線。___________________

(3)工業(yè)上常用NaOH溶液吸收H2S廢氣,吸收后所得溶液進(jìn)行電解(裝置如圖3所示),在陽(yáng)極區(qū)可生成Sx2-,寫(xiě)出生成Sx2-離子的電極反應(yīng)式________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】在容積均為1 L的三個(gè)密閉容器中,分別放入鐵粉并充入1 mol CO,控制在不同溫度下發(fā)生反應(yīng):Fe(s)+5CO(g) Fe(CO)5(g),當(dāng)反應(yīng)進(jìn)行到5min時(shí),測(cè)得CO的體積分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法一定正確的是( )

A. 反應(yīng)進(jìn)行到5min時(shí),b容器中v(正)=v(逆)

B. 正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),平衡常數(shù):K(T1)>K(T2)

C. b中v(正)大于a中v(逆)

D. 達(dá)到平衡時(shí),a、b、c中CO的轉(zhuǎn)化率為b>c>a

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列有關(guān)化學(xué)科學(xué)的說(shuō)法中正確的是(
A.化學(xué)研究會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染,最終人類會(huì)毀滅在化學(xué)物質(zhì)中
B.化學(xué)研究的主要目的是認(rèn)識(shí)分子
C.化學(xué)家可以制造出自然界中不存在的物質(zhì)
D.俄國(guó)化學(xué)家門捷列夫提出了原子學(xué)說(shuō),為近代化學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下列有關(guān)NaHCO3溶液的說(shuō)法正確的是

A. 該溶液中,H+Al3+、Cl-能大量共存 B. 該溶液中c(H2CO3)<c(CO32-)

C. 該溶液中陽(yáng)離子總數(shù)大于陰離子總數(shù) D. 常溫下,加水稀釋, 變小

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】改變0.1mol/L二元弱酸H2A溶液的pH,溶液中的H2A、HA-A2-的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)pH的變化如圖所示[已知]。

下列敘述錯(cuò)誤的是

A. pH=1.2時(shí),c(H2A)=c(HA-)

B. lg[K2(H2A)]=-4.2

C. pH =2.7時(shí),c(HA-)>c(H2A)=c(A2-)

D. pH=4.2時(shí),c(HA-)=c(A2-)=c(H+)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】設(shè)計(jì)方案是實(shí)驗(yàn)探究的保證,感悟方法是探究的根本目的。某合作學(xué)習(xí)小組開(kāi)展了如下探究:

實(shí)驗(yàn)一:檢驗(yàn)氫氧化鈉溶液中是否含有氫氧化鈣。

(分析)從組成上看,氫氧化鈣和氫氧化鈉都屬于堿,它們?cè)谒芤褐卸寄芙怆x出相同的_______(填符號(hào)),所以具有相似的化學(xué)性質(zhì)。但由于解離出的Na+和Ca2+不同,所以性質(zhì)也有不同。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)可加入能解離出CO32﹣的試劑利用CO32﹣與Ca2+結(jié)合產(chǎn)生白色沉淀這一特殊現(xiàn)象予以檢驗(yàn)。

(設(shè)計(jì)方案并實(shí)驗(yàn))

實(shí)驗(yàn)操作

現(xiàn)象

結(jié)論

方案一

取少量待測(cè)溶液于試管中,通入CO2

出現(xiàn)白色沉淀

氫氧化鈉溶液中含有氫氧化鈣

方案二

取少量待測(cè)溶液于試管中,滴加

_________溶液

出現(xiàn)白色沉淀

寫(xiě)出上述方案中出現(xiàn)白色沉淀的一個(gè)化學(xué)方程式__________________________________________。

(方法感悟)在檢驗(yàn)物質(zhì)時(shí),要分析物質(zhì)的組成和______。據(jù)此選擇加入恰當(dāng)?shù)脑噭,最后根?jù)不同現(xiàn)象得出結(jié)論。

(實(shí)驗(yàn)探究)實(shí)驗(yàn)二:有一包白色固體,可能含有氯化鈉、氫氧化鈉、碳酸鈉、硫酸鈉和硝酸鋇中的一種或幾種,為探究其組成,某合作學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):

(1)上述實(shí)驗(yàn)中,過(guò)濾操作用到的玻璃儀器有:燒杯、玻璃棒和_________。

(2)小晶同學(xué)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn)推知:白色固體樣品中一定不含有_________。(填化學(xué)式)

(3)為確定白色固體樣品中可能存在的物質(zhì),小燕對(duì)沉淀C進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)操作

現(xiàn)象

結(jié)論

取少量沉淀C于試管中,加入過(guò)量

_________

有氣泡產(chǎn)生,沉淀全部消失。

白色固體樣品中一定含有

________

(4)小虎同學(xué)認(rèn)為白色固體中還要物質(zhì)不能確認(rèn)其是否存在.其理由是:_________________。

(用化學(xué)方程式表示)如要確認(rèn),只需將上述實(shí)驗(yàn)方案中所加的一種試劑改為_______即可。

(方法感悟)若其他物質(zhì)的存在對(duì)所檢驗(yàn)的物質(zhì)有干擾時(shí),可先將干擾物質(zhì)轉(zhuǎn)化,再選擇加入恰當(dāng)?shù)脑噭詈蟾鶕?jù)不同現(xiàn)象得出結(jié)論。

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