【題目】二氧化碳被認(rèn)為是加劇溫室效應(yīng)的主要物質(zhì),資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放,還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。

Ⅰ.有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相關(guān)的熱化學(xué)方程式如下:

6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) , ΔH=-76.0 kJ·mol-1

②3FeO(s)+H2O(g)= Fe3O4(s)+H2(g) ΔH=-18.7 kJ·mol-1

(1)在上述反應(yīng)中①中,每吸收1molCO2,就有_______molFeO被氧化。

(2)試寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)生成CO2和H2的熱化學(xué)方程式___________。

Ⅱ.一定條件下,二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷。向一容積為2L的恒容密閉容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃時(shí)發(fā)生上述反應(yīng)的反應(yīng)CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g) 。達(dá)到平衡時(shí),各物質(zhì)的濃度分別為CO2 0.2mol·L-1、CH4 0.8mol·L-1、H2 0.8mol·L-1,H2O 1.6mol·L-1。

(3)在300℃是,將各物質(zhì)按下列起始濃度(mol·L-1)加入該反應(yīng)容器中,達(dá)到平衡后,各組分濃度與上述題中描述的平衡濃度相同的是_____________。

選項(xiàng)

CO

H2

CH4

H2O

A

0

0

1

2

B

2

8

0

0

C

1

4

1

.2

D

0.5

2

0.5

1

(4)若保持溫度不變,再向該容器內(nèi)充入與起始量相等的CO2H2,重新達(dá)到平衡時(shí),CH4的濃

________(填字母)。

A.c(CH4)=0.8mol·L-1 B.0.8mol L-1 >c(CH4) >1.6mol L-1

C.c(CH4)=l.6mol·L-1 D.C(CH4)>1.6mol L-1

(5)300時(shí),如果向該容器中加入CO20.8 mol·L-1、H21.0 moL-1、CH4 2.8 moL-1、H2O 2.0mol·L-1,則該可逆反應(yīng)初始速率v_____v (填“>” 或“<”)。

(6)若已知200℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8 則該反應(yīng)的△H_________0(填“>”或“<”)。

.某高校的研究人員研究出一種方法,可實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)時(shí)CO2零排放,其基本原理如圖所示

(7)上述電解反應(yīng)在溫度小于900℃時(shí)進(jìn)行,碳酸鈣先分解為CaO和CO2,電解質(zhì)為熔融合碳酸鈣,陰極的電極反應(yīng)式為3CO2+4e- =C+2CO32-,則陽極的電極反應(yīng)式為______________。

【答案】 4 C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H= +38.6KJ·mol-1 AD D > < 2CO32—4e-=2CO2+O2

【解析】試題分析:(1)根據(jù)得失電子守恒計(jì)算每吸收1molCO2氧化的FeO的物質(zhì)的量;(2)利用蓋斯定律計(jì)算 C(s)與水蒸氣反應(yīng)生成CO2和H2的焓變;(3) CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)反應(yīng)前后物質(zhì)的量不同,平衡濃度相同要滿足等量等效;(4)把再充入的與起始量相等的CO2H2氣體,放熱一個(gè)與原容器相同的容器中,則兩容器滿足等量等效,再把兩個(gè)容器內(nèi)氣體壓入一個(gè)容器,相當(dāng)于加壓;(5)根據(jù)Q、K的關(guān)系判斷反應(yīng)方向;(6)根據(jù)300℃、200℃時(shí)的平衡常數(shù),判斷焓變;(7)陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氧氣;

解析:(1)根據(jù)6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s)1molCO2參加反應(yīng)得4 mol電子,Fe元素化合價(jià)由+2變?yōu)?3,根據(jù)電子守恒,每吸收1molCO2氧化的FeO的物質(zhì)的量4mol;(2) ①6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) , ΔH=-76.0 kJ·mol-1

②3FeO(s)+H2O(g)= Fe3O4(s)+H2(g) ΔH=-18.7 kJ·mol-1 ,根據(jù)蓋斯定律②×2-①得C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H= +38.6KJ·mol-1;(3)根據(jù) CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g),達(dá)到平衡時(shí)各物質(zhì)的濃度分別為CO2 0.2mol·L-1、CH4 0.8mol·L-1、H2 0.8mol·L-1,H2O 1.6mol·L-1,則開始投入的CO2 1mol·L-1、H2 4mol·L-1, CO2(g)+4H2(g) CH4(g)+2H2O(g)反應(yīng)前后物質(zhì)的量不同,該反應(yīng)滿足等量等效,實(shí)驗(yàn)A相當(dāng)于投入CO2 1mol·L-1、H2 4mol·L-1;實(shí)驗(yàn)B相當(dāng)于投入CO2 2mol·L-1、H2 8mol·L-1;實(shí)驗(yàn)C相當(dāng)于投入CO2 2mol·L-1、H2 8mol·L-1;實(shí)驗(yàn)D相當(dāng)于投入CO2 1mol·L-1、H2 4mol·L-1;所以各組分濃度與上述題中描述的平衡濃度相同的是AD;(4)把再充入的與起始量相等的CO2H2氣體,放熱一個(gè)與原容器相同的容器中,則兩容器滿足等量等效,CH4 的濃度都是0.8mol·L-1,再把兩個(gè)容器內(nèi)氣體壓入一個(gè)容器,相當(dāng)于加壓,CH4 的濃度都大于1.6mol·L-1;(5) 在300℃時(shí)達(dá)到平衡,各物質(zhì)的濃度分別為CO2 0.2mol·L-1、CH4 0.8mol·L-1、H2 0.8mol·L-1,H2O 1.6mol·L-1,則 ;在300℃時(shí),如果向該容器中加入CO2 0.8 mol·L-1H2 1.0 mol·L-1、CH4 2.8 mol·L-1H2O 2.0mol·L-1 , ,所以反應(yīng)正向進(jìn)行,v>v;(6) 300℃的平衡常數(shù)小于200℃時(shí)的平衡常數(shù),所以△H<0;(7)陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氧氣,電極反應(yīng)為2CO32—4e-=2CO2↑+O2↑;

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】吲哚類化合物以其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)使其擁有重要的生理活性,在農(nóng)藥、醫(yī)藥、化工、香料和染料等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。下圖是合成“氮-苯甲酰基-2-甲基-3吲哚乙酸甲酯”的路線

已知: CH3CH=CHCOOH+CO2+H2O

回答下列問題

(1)B的結(jié)構(gòu)簡式為________,B分子中含有的官能團(tuán)為________(填官能團(tuán)名稱)。

(2)反應(yīng)③為取代反應(yīng),該反應(yīng)的化學(xué)方程式為________

(3)C的名稱為________。

(4)A的結(jié)構(gòu)簡式為________,反應(yīng)⑤的反應(yīng)類型為________。

(5)B有多種同分異構(gòu)體,其中與B含有相同官能團(tuán)的同分異構(gòu)體有________種。

(6)已知

參照上述合成路線,以為原料(無機(jī)試劑任選),設(shè)計(jì)制備的合成路線________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)請按要求填空:用已準(zhǔn)確稱量的Na2CO3固體配制0.10mol/L Na2CO3溶液100mL,所需要的儀器除燒杯、量筒、玻璃棒和膠頭滴管外,還需要的儀器為__________________。

(2)實(shí)驗(yàn)室可用下圖裝置(加熱裝置略)制取SO2以及驗(yàn)證SO2性質(zhì)

①甲裝置中制取SO2氣體的化學(xué)方程式是___________________________________

②為了證明SO2具有酸性,a處可放置_________試紙;裝置乙中現(xiàn)象為溶液褪色,可證明SO2具有________性。

③ 丙裝置的作用是_______________________________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列能跟氫原子形成最強(qiáng)極性鍵的原子是( )

AF BCl CBr DI

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列有關(guān)性質(zhì)的比較中,正確的是

A. 硬度由大到。航饎偸咎蓟瑁揪w硅

B. 晶格能:NaBr<NaCl<MgO

C. 鍵的極性:NH<OH<FH

D. 熔點(diǎn):

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列狀態(tài)的物質(zhì),既能導(dǎo)電又屬于電解質(zhì)的是( )

A. MgCl2晶體 B. NaCl溶液 C. 液態(tài)氯化氫 D. 熔融的KOH

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】I:某實(shí)驗(yàn)小組欲探究碳與濃硝酸反應(yīng)的情況。甲同學(xué)設(shè)計(jì)了圖l裝置,認(rèn)為若有紅棕色氣體產(chǎn)生就說明碳與濃硝酸發(fā)生了反應(yīng)。

(1)碳與濃硝酸反應(yīng)的化學(xué)方程式________________。

(2)乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的結(jié)論是錯(cuò)誤的,他的理由是(用化學(xué)方程式表不)_______,所以他認(rèn)為應(yīng)該檢驗(yàn)_________(填化學(xué)式)的產(chǎn)生來證明碳與濃硝酸反應(yīng)。為此乙同學(xué)查閱相關(guān)資料得知“O℃時(shí)四氧化二氮為液體,從而改進(jìn)了實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。

(3)為了減少干擾,對于A裝置有下而4種操作方案,其中最合理的是_______(填數(shù)字序號)

①將炭與濃硝酸一同放在裝置中加熱;

②先加熱濃硝酸,然后將炭投入其中;

③先加熱炭,再加入冷濃硝酸;

④先加熱炭,再將炭投入冷濃硝酸。

(4)請用平衡移動(dòng)原理解釋B裝置的作用_____________。

(5)C裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象是__________,經(jīng)檢測C的溶液中還含有少量氮元素,只以NO3-形式存在,寫出生成該離子的化學(xué)方程式__________。

II:以金紅石(主要成分TiO2)為原料生產(chǎn)金屬Ti的步驟主要有:

(6)在高溫下,向金紅石與焦炭的棍合物中通入Cl2,得到TiCl4和一種可燃性氣體;該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____________。

(7)在氬氣的氣氛中和加熱條件下,用MgTiCl4反應(yīng)可得到金屬鈦。

寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________。

氬氣氛圍的作用______________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列敘述中,不能用勒夏特列原理解釋的是( )

A. 紅棕色的NO2,加壓后顏色先變深后變淺

B. 高壓比常壓有利于合成SO3

C. 加入催化劑有利于氨的合成

D. 工業(yè)制取金屬鉀Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)選取適宜的溫度,使K變成蒸氣從反應(yīng)混合物中分離出來

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】碳酸錳(MnCO3)是制造電信器材的軟磁鐵氧體,也用作脫硫的催化劑,瓷釉、涂料和清漆的顏料。工業(yè)上利用軟錳礦(主要成分是MnO2,還含有Fe2O3、CaCO3CuO等雜質(zhì))制取碳酸錳的流程如下圖所示:

已知:還原焙燒主反應(yīng)為:2MnO2+C2MnO+CO2。

可能用到的數(shù)據(jù)如下:

氫氧化物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Cu(OH)2

Mn(OH)2

開始沉淀pH

1.5

6.5

4.2

8.3

沉淀完全pH

3.7

9.7

7.4

9.8

根據(jù)要求回答下列問題:

1)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行步驟A,需要用到的儀器為________________,步驟B中若采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%的硫酸(密度ρ=1.26 g/cm3),則其物質(zhì)的量濃度為_________。

2)步驟C中得到的濾渣主要成分是_______________,步驟D中還原劑與氧化劑的物質(zhì)的量之比為__________。

3)步驟E中調(diào)節(jié)pH的范圍為________,其目的是_____________________________。

4)步驟G的離子方程式為___________________,若Mn2+沉淀完全時(shí)測得溶液中CO32的濃度為2.2×106 mol/L,則Ksp(MnCO3)=__________。

5)實(shí)驗(yàn)室可以用Na2S2O8溶液來檢驗(yàn)Mn2+是否完全發(fā)生反應(yīng),原理為:

Mn2++S2O82+H2O=H++SO42+MnO4,

請配平上述離子方程式____________________________

確認(rèn)Mn2+離子已經(jīng)完全反應(yīng)的現(xiàn)象是_______________________________。

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