【題目】以氧化鋁為原料,通過碳熱還原法可合成氮化鋁(AlN);通過電解法可制取鋁.電解鋁時陽極產(chǎn)生的CO2可通過二氧化碳甲烷化再利用.
請回答:
(1)已知:2Al2O3(s)═4Al(g)+3O2(g)△H1=3351KJmol﹣1
2C(s)+O2(g)═2CO(g)△H2=﹣221KJmol﹣1
2Al(g)+N2(g)═2AlN(s)△H3=﹣318KJmol﹣1
碳熱還原Al2O3合成AlN的總熱化學方程式是___________________________。
(2)在常壓、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混和氣體(體積比1:4,總物質(zhì)的量a mol)進行反應(yīng),測得CO2轉(zhuǎn)化率、CH4和CO選擇性隨溫度變化情況分別如圖1和圖2所示(選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成CH4或CO的百分比).
反應(yīng)ⅠCO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H4
反應(yīng)ⅡCO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H5
①下列說法不正確的是_______
A.△H4小于零
B.溫度可影響產(chǎn)物的選擇性
C.CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先增大后減少
D.其他條件不變,將CO2和H2的初始體積比改變?yōu)?:3,可提高CO2平衡轉(zhuǎn)化率
②350℃時,反應(yīng)Ⅰ在t1時刻達到平衡,平衡時容器體積為VL該溫度下反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)為______(用a、V表示)
③350℃下CH4物質(zhì)的量隨時間的變化曲線如圖3所示.畫出400℃下0~t1時刻CH4物質(zhì)的量隨時間的變化曲線_______.
(3)據(jù)文獻報道,CO2可以在堿性水溶液中電解生成甲烷,生成甲烷的電極反應(yīng)式是_______.
【答案】 3C(s)+Al2O3(s)+N2(g)=2AlN(s)+3CO(g)△H=+1026KJ/mol/L CD CO2+6H2O+8e﹣═CH4+8OH﹣
【解析】(1)已知:①2Al2O3(s)===4Al(g)+3O2(g) ΔH1=3 351 kJ·mol-1,②2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2=-221 kJ·mol-1,③2Al(g)+N2(g)===2AlN(s) ΔH3=-318 kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律①×+②×+③即得到碳熱還原Al2O3合成AlN的總熱化學方程式是3C(s)+Al2O3(s)+N2(g)===2AlN(s)+3CO(g) ΔH=ΔH1×+ΔH2×+ΔH3=+1026 kJ·mol-1;
(2)①A、圖1中,二氧化碳轉(zhuǎn)化率先增大是反應(yīng)正向進行,到一定溫度達到平衡狀態(tài),升溫平衡逆向移動,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率承溫度升高而減小,說明正反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH4<0,選項A正確;B、圖2分析可知,圖中曲線變化趨勢隨溫度升高到400℃以上,CH4和CO選擇性受溫度影響,甲烷減少,一氧化碳增多,溫度可影響產(chǎn)物的選擇性,選項B正確;C、二氧化碳轉(zhuǎn)化率先增大是反應(yīng)正向進行未達到平衡狀態(tài),達到平衡狀態(tài)后隨溫度升高二氧化碳轉(zhuǎn)化率減小,選項C錯誤;D、CO2和H2混和氣體(體積比1:4,總物質(zhì)的量a mol)進行反應(yīng),將CO2和H2的初始體積比改變?yōu)?:3,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小,選項D錯誤。答案選CD;②在常壓、Ru/TiO2催化下,CO2和H2混和氣體(體積比1:4,總物質(zhì)的量a mol)進行反應(yīng),350℃時,反應(yīng)Ⅰ在t1時刻達到平衡,平衡時容器體積為VL,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為80%, CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
起始量(mol) 0.2a 0.8a 0 0
變化量(mol) 0.16a 0.64a 0.16a 0.32a
平衡量(mol) 0.04a 0.16a 0.16a 0.32a
反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)K==;③反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小,由圖分析可知,接近72.5%,甲烷的物質(zhì)的量減小,小于350℃時甲烷的物質(zhì)的量,達到平衡所需要時間縮短
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
起始量(mol) 0.2a 0.8a 0 0
變化量(mol) 0.145a 0.58a 0.145a 0.29a
平衡量(mol) 0.055a 0.22a 0.145a 0.29a
畫出圖象,達到平衡狀態(tài)甲烷0.145amol,升高溫度加快反應(yīng)速率,達到平衡所需要時間縮短,得到圖象為:;(3)CO2可以在堿性水溶液中電解生成甲烷,結(jié)合電荷守恒和原子守恒配平可行,生成甲烷的電極反應(yīng)式為:CO2+6H2O+8e﹣═CH4+8OH﹣。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知1,2二氯乙烷常溫下為無色液體,沸點83.5℃,密度1.23g/mL,難溶于水,易溶于醇、醚、丙酮等有機溶劑.乙醇的沸點為78.5℃.某化學課外活動小組為探究1,2二氯乙烷的消去反應(yīng),設(shè)計了如下實驗裝置.請回答下列問題.
(1)請回答如何檢查裝置氣密性
(2)向裝置A中大試管里先加入1,2二氯乙烷和NaOH的乙醇溶液,再加入碎瓷片,目的是 , 并向裝置C中試管里加入適量稀溴水.
(3)為了使反應(yīng)在75℃左右進行,常用的方法是 .
(4)與裝置A中大試管相連接的長玻璃管的作用是 , 裝置B的作用是 .
(5)證明1,2二氯乙烷已發(fā)生消去反應(yīng)的現(xiàn)象是 , 裝置A、C中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為裝置A; 裝置C .
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】把NaHCO3和Na2CO3·10H2O混和物6.56g溶于水制成100mL溶液,測得溶液中c(Na+)=0.5mol/L。向該溶液中加入一定量鹽酸恰好完全反應(yīng),將溶液蒸干后,所得固體質(zhì)量為
A. 2.93 g B. 5.85 g C. 6.56g D. 無法確定
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】丙二醇是重要的化工原料,利用甘油制備二元醇符合綠色化學要求.
利用1,2﹣丙二醇可制得乳酸〔CH3CH(OH)COOH〕,乳酸與上述反應(yīng)中的某一產(chǎn)物B可以反應(yīng),轉(zhuǎn)換關(guān)系如下.已知A的碳原子數(shù)與乳酸相同,E、F為鏈狀高分子化合物.請回答下列問題:
(1)反應(yīng)①的反應(yīng)類型是反應(yīng),A中所含官能團名稱是 .
(2)B在一定條件下反應(yīng)生成分子式為C2H4O的有機物,該物質(zhì)不能發(fā)生銀鏡反應(yīng),核磁共振氫譜中只有一個峰,寫出該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式 .
(3)F具有良好的光學性能和親水性可作為隱形眼鏡的材料,寫出由D制備F的化學方程式 .
(4)寫出1,2﹣丙二醇制備乳酸的合成路線 .
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】現(xiàn)用質(zhì)量分數(shù)為98%、密度為1.84g/mL的濃硫酸來配制480mL0.2mol/L 的稀硫酸?晒┻x擇的儀器有: ①玻璃棒②燒瓶③燒杯④膠頭滴管⑤量筒⑥容量瓶⑦托盤天平⑧藥匙。完成下列問題:
(1)上述儀器中,在配制稀硫酸時不需要用到的是______ (填儀器序號)。
(2)配制過程中需選用的容量瓶規(guī)格為_____mL,經(jīng)過計算,需要量取的濃硫酸體積為_____mL。
(3)在配制過程中,下列操作使所配溶液濃度偏高的是______ (填字母)。
a.未洗滌稀釋濃硫酸所用的燒杯和玻璃棒
b.為防止變質(zhì),稀釋后的硫酸溶液立即就轉(zhuǎn)移到容量瓶中
C.移液前,容量瓶中含有少量蒸餾水
d.定容時,俯視刻度線
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】已知甲、乙、丙、X是四種中學化學中常見的物質(zhì),其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示.則甲和X不可能是( )
A. 甲為C,X為O2 B. 甲為SO2,X為NaOH溶液
C. 甲為Fe,X為Cl2 D. 甲為AlCl3,X為NaOH溶液
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】某化學科研小組研究在其他條件不變時,改變某一條件對化學平衡的影響,得到如圖所示變化規(guī)律(p表示壓強,T表示溫度,n表示物質(zhì)的量):
根據(jù)以上規(guī)律判斷,下列結(jié)論正確的是( )
A.反應(yīng)Ⅰ:△H>0,p2>p1
B.反應(yīng)Ⅲ:△H>0,T2>T1或△H<0,T2<T1
C.反應(yīng)Ⅱ:△H>0,T1>T2
D.反應(yīng)Ⅳ:△H<0,T2>T1
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列說法正確的是( 。
A.將 AgCl 放入水中不能導(dǎo)電,故 AgCl 不是電解質(zhì)
B.CO2溶于水得到的溶液能導(dǎo)電,但 CO2屬于非電解質(zhì)
C.金屬能導(dǎo)電,所以金屬是電解質(zhì)
D.液態(tài) HCl 不導(dǎo)電, HCl 屬于非電解質(zhì)
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