【題目】二氧化碳的回收利用是環(huán)保領域研究的熱點課題。
(1)在太陽能的作用下,以CO2為原料制取炭黑的流程如右圖所示,其總反應的化學方程式為_________。
(2)CO2經過催化氫化合成低碳烯烴.其合成乙烯的反應為2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H,已知幾種化學鍵鍵能如下表所示:(CO2的結構式:O=C=O)
物質 | H-H | C=O | C=C | C-H | H-O |
能量/kJmol-1 | 436 | 745 | 615 | 413 | 463 |
則△H=_________。
(3)在2L恒容密閉容器中充入2molCO2和n molH2,在一定條件下發(fā)生(2)中的反應,CO2的轉化率與溫度、投料比[X= ]的關系如圖所示。
①X1_________X2(填“>”、“<”或“=”,下同),平衡常數(shù)KA_________KB.
②若B點的投料比為3,且從反應開始到B點需要10min,則v(H2)=_______ molL-1·min-1。
(4)以稀硫酸為電解質溶液,利用太陽能將CO2轉化為低碳烯烴,工作原理圖如下圖。(丙烯的結構簡式:CH3CH=CH2)
①b電極的名稱是_________;
②產生丙烯的電極反應式為_______________。
【答案】 -375kJ·mol-1 0.225 正極
【解析】本題主要考查化學反應中的能量轉化。
(1)總反應的化學方程式為。
(2)△H=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和=(4×745+6×436-615-4×413-8×463) kJ·mol-1=-375kJ·mol-1。
(3)①X越大,CO2的轉化率越大,所以X1>X2。該反應△H <0,升溫平衡左移,所以平衡常數(shù)KA>KB。②若B點的投料比為3,需要投入6 molH2,且從反應開始到B點需要10min,則v(H2)=4.5/2/10 molL-1·min-1=0.225molL-1·min-1。
(4)①b電極生成氧化產物氧氣,所以是正極;
②產生丙烯的電極反應式為。
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【題目】氫氧化鐵膠體的制備與其性質檢驗實驗如下,請回答下列問題。
(1)寫出制備氫氧化鐵膠體的化學方程式______________________。
(2)制備實驗操作:取一小燒杯加入25 mL蒸餾水加熱至沸騰,向沸水中逐滴加入1~2 mL____________,繼續(xù)煮沸至________________,停止加熱。
(3)證明有氫氧化鐵膠體生成的實驗操作是__________________________________。
(4)氫氧化鐵膠體穩(wěn)定存在的主要原因是____________________________。
(5)氫氧化鐵膠體區(qū)別于氯化鐵溶液最本質的特征是______________________。
(6)若取少量制得的膠體加入試管中,加入硫酸銨溶液,現(xiàn)象是______________,這種現(xiàn)象稱為膠體的________________。
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【題目】采用CO與H2反應合成再生能源甲醇,反應如下:CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g),在一容積可變的密閉容器中充有10molCO和20mol H2,在催化劑作用下發(fā)生反應生成甲醇。CO的平衡轉化率(α)與溫度(T)、壓強(p)的關系如圖所示。則下列理解不符合題意的是
A. B點的速率比C點的大
B. A、B、C三點的平衡常數(shù)KA、KB、KC的大小關系為:KA=KB>KC
C. 若達到平衡狀態(tài)A時,容器的體積為10L,則在平衡狀態(tài)B時容器的體積為2L
D. 合成甲醇的反應為放熱反應
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【題目】下圖中的電化學裝置以甲醇(CH3OH)為主要原料合成碳酸二甲酯[(CH3O)2CO],相關說法錯誤的是
A. B是直流電源的負極
B. 碳酸二甲酯中碳均為+4價
C. 陽極附近溶液pH降低
D. 每當有2molH+通過離子交換膜,消耗氧氣的體積在標準狀況下為11.2L
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【題目】氰化氫(HCN)是形成生物重要化合物的重要源或中間體,其水溶液稱氫氰酸,是一種非常弱的酸。工業(yè)上以甲烷和氨氣為原料在高溫和催化劑的作用下按下列反應制備HCN:
2CH4(g)+3O2(g)+2NH3(g)2HCN(g)+6H2O(g) △H1=-475kJ/mol①
CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g) △H2=+240kJ/mol②
(1)該條件下1mol水蒸氣分解為氫氣和氧氣的熱化學方程式為________________________(數(shù)值保留三位有效數(shù)字)。根據題中信息_______________(填“能”或“不能”)計算出氫氣的燃燒熱。
(2)在恒溫恒容的密閉容器中按照體積比6:5的比例充入甲烷和氨氣發(fā)生反應②,氨氣的物質的量濃度與時間關系如圖所示,從開始到0.8h達平衡狀態(tài)的過程中v(H2)=____________________;甲烷的平衡轉化率為____________;該溫度下反應②的平衡常數(shù)K=________________________。
(3)工業(yè)生產中反應②常用鉑作催化劑,甲、乙兩名同學在討論催化劑的選擇,甲同學認為用鉑作催化劑會提高生產成本,應研究出更廉價的催化劑;乙同學認為使用鉑不會明顯提高生產成本。你認為觀點更合理的是___________(填“甲”或“乙”),原因是______________________________。
(4)HCN及其鹽均有劇毒,因此含CN-的工業(yè)廢水必須經過處理才能排放,處理方法之一是電解氧化法;以石墨為陽極、鐵板為陰極電解含CN-的堿性廢水,將CN-轉化為N2和CO2。該方法的陽極反應式為___________________________。為確保CN-被完全處理掉,電解一段時間后通常會加入適量氯化鈉固體,其作用可能是_____________________________。
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【題目】五氯化磷(PCl5)常溫下是一種淡黃色固體,在潮濕空氣中水解產生兩種酸。PCl5在有機合成中被廣泛用作氯化劑、催化劑、脫水劑等,高純度PCl5主要用于醫(yī)藥中間體及鋰電池原材料的合成。工業(yè)生產PCl5的傳統(tǒng)方法是在攪拌式反應釜中注入液體三氯化磷(PCl3),再通入氯氣在合適的溫度下發(fā)生反應:PCl3+Cl2PCl5。某工廠對傳統(tǒng)方法進行了改進以生產高純度PCl5,主要流程如下圖所示(循環(huán)水的作用是控制溫度)。
請回答下列相關問題。
(1)工業(yè)生產氯氣的主要方法的離子方程式是___________,利用該反應所得產品可繼續(xù)生產_________(任寫一種)等化工產品。
(2)濃硫酸吸收罐和硫酸鎂吸收塔的作用是______________________,若去掉這兩個設備夾套反應釜中發(fā)生的主要副反應是______________________________。
(3)夾套反應釜中的原料混合方式與攪拌式反應釜相比主要優(yōu)點是____________________________。 (4)NaOH水池的作用是_______________________,從降低生產成本的角度考慮NaOH溶液可更換為______。
(5)生產過程中PCl3的加料速率會對生產造成明顯的影響,具體情況如下表。根據表中數(shù)據判斷最佳的加料速率范圍是_________________kg·h-1。
PCl3加料速率/kg·h-1 | PCl5狀態(tài) | 熱交換情況 | 生產500kg產品的周期/h |
40 | 致密、堅硬、造粒困難 | 快、溫度可控 | 11.5 |
50 | 致密、堅硬、造粒困難 | 快、溫度可控 | 9.2 |
60 | 較松散、造粒容易 | 較快、溫度可控 | 7.2 |
70 | 松散、造粒容易 | 較快、溫度可控 | 6.5 |
80 | 松散、造粒容易 | 慢、溫度升高難以控制 | 5.3 |
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【題目】下列指定反應的離子方程式正確的是:
A. 將銅絲插入稀硝酸中:Cu+4H++2NO===Cu2++2NO2↑+H2O
B. 向Fe2(SO4)3溶液中加入過量鐵粉:Fe3++Fe===2Fe2+
C. 向Al2(SO4)3溶液中加入過量氨水:Al3++3NH3·H2O===Al(OH)3↓+3NH
D. 向Na2SiO3溶液中滴加稀鹽酸:Na2SiO3+2H+===H2SiO3↓+2Na+
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【題目】X2﹣與Y+離子都與Ar原子具有相同的核外電子排布,則下列敘述中正確的是( )
A.原子序數(shù)X>Y
B.離子半徑X>Y
C.X和Y一定在同一周期
D.X是第IIA族元素,Y是第VIIA族元素
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【題目】下列說法不正確的是
A. Na與H2O的反應是熵增的放熱反應,該反應能自發(fā)進行
B. 原電池中發(fā)生的反應達到平衡時,該電池無電流產生
C. FeCl3和MnO2均可加快H2O2分解,同等條件下二者對H2O2分解速率的改變相同
D. Mg(OH)2固體在溶液中存在平衡:Mg(OH)2(s)Mg2+(aq)+2OH-(aq),其可溶于NH4Cl溶液
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