【題目】二氧化碳的回收利用是環(huán)保領域研究熱點。
(l)在太陽能的作用下,以CO2為原料制取炭黑的流程如圖所示,總反應的化學方程式為_________。
(2)工業(yè)上可用CO2和H2反應制得甲醇。在2×105Pa、300℃的條件下,CO2和H2反應生成甲醇和液態(tài)水,當消耗2molCO2時放出98kJ的熱量,該反應的熱化學方程式為___________。
(3)如利用CO2和CH4重整可制合成氣(主要成分為CO、H2), 其原理為:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。在密閉容器中通入物質的量均為1mol的CH4和CO2,在一定條件下發(fā)生反應。CH4的平衡轉化率與溫度及壓強(單位Pa)的關系如圖所示:
①壓強:P1_____P2(填“>”、“=”或“<”,下同) , y點:V正_______V逆。
②已知氣體分壓(P分)=氣體總壓(P總)×氣體的體積分數(shù)。用氣體分壓代替平衡濃度可以得到平衡常數(shù)KP,求X點對應溫度下反應的平衡常數(shù)KP=________。
(4)Na2CO3溶液也通常用來捕獲CO2,發(fā)生如下反應:CO32-+CO2+H2O2HCO3-,用0.12mol/LNa2CO3溶液若吸收CO2一段時間后,溶液的pH=7,溶液中c(HCO3-)/c(CO32-)=10,則溶液中的c(CO32-) =__________。
(5)甲醇燃料電池(簡稱DMFC)可作為常規(guī)能源的替代品而備受關注。DMFC的工作原理如圖所示:
①加入a物質的電極是電池的______(填“正”或“負”)極,其電極反應式為_______。
②常溫下以該裝置作電源,用情性電極電解NaCl和CuSO4的混合溶液,當電路中通過0.4 mol 電子的電量時,兩電極均得到0.14mol的氣體。若電解后溶液體積為40L,則電解后溶液的pH=_____。
【答案】 CO2 C+O2 CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) △H=-49kJ·mol-1 < > Pa2 0.02mol/L 負 CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+ 11
【解析】(l)在700K條件下,CO2和FeO發(fā)生反應生成C和Fe3O4,過程1中Fe3O4分解生成FeO和O2,所以整個反應過程中FeO作催化劑,根據(jù)反應物和生成物及反應條件書寫方程式為CO2 C+O2;
(2)在2×105Pa、300℃的條件下,CO2和H2反應生成甲醇和水,當消耗2molCO2時放出98kJ的熱量,消耗1molCO2時,反應放出熱量49kJ,則該反應的熱化學方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49kJ/mol;
(3)①該反應正向為體積增大的方向,壓強越大,CH4的轉化率越小,已知相同溫度下,P1條件下的轉化率大于P2,則P1<P2;壓強為P2時,在Y點反應未達到平衡,則反應正向移動,所以v(正)>v(逆);
② CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)
起始物質的量(mol) 1 1 0 0
變化物質的量(mol) 0.5 0.5 1 1
平衡物質的量(mol) 0.5 0.5 1 1
則平衡時:CO2(g)的分壓為P總=P總,CH4(g) 的分壓為P總,CO(g)的分壓為P總,H2(g)的分壓為P總,X點對應溫度下反應的平衡常數(shù)KP==Pa2;
(4)設溶液中的c(CO32-) 為cmol/L,則反應中減小的c(CO32-) 為(0.12-c)mol/L,生成的c(HCO3-)為2(0.12-c)mol/L,根據(jù)c(HCO3-)/c(CO32-)=10,即2(0.12-c)÷c=10,解得:c=0.02,即最終溶液中的c(CO32-)為0.02mol/L;
(5)①根據(jù)裝置圖分析,a電極處電子流出,做原電池負極,物質發(fā)生氧化反應,負極為甲醇失去電子,考慮到有H+轉移到正極處,則電極產(chǎn)物為CO2和H+,則其電極反應式為:CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+;
②惰性電極電解NaCl和CuSO4的混合溶液,電解時,溶液中陽離子向陰極移動,陰離子向陽極移動,根據(jù)放電順序,陰極放電順序為:Cu2+,Na+,陽極放電順序為:Cl-,SO42-,當電路中通過0.4mol電子的電量時,兩電極均得到0.14mol的氣體,陽極可以得到Cl2,陰極只可以得到H2,陽極可以產(chǎn)生Cl2和O2,陰極得到0.14molH2,轉移的電子數(shù)為0.14mol×2=0.28mol,由于電路中通過0.4mol電子,則電解Cu2+時轉移電子數(shù)為0.4mol-0.28mol=0.12mol,陽極可以產(chǎn)生Cl2和O2,產(chǎn)生這兩種氣體的物質的量一共為0.14mol,轉移的電子數(shù)為0.4mol,則有關系:n(Cl2)+n(O2)=0.14mol、2n(Cl2)+4n(O2)=0.4mol,解得:n(Cl2)=0.08mol、n(O2)=0.06mol,產(chǎn)生0.06molO2,H2產(chǎn)生由水放電而來,電極反應為:2H2O+2e-═H2↑+2OH-,產(chǎn)生0.14molH2,溶液中生成0.28molOH-,陽極產(chǎn)生O2由OH-放電而來,電極反應為:4OH--4e-═O2↑+2H2O,產(chǎn)生0.06molO2消耗0.24molOH-,則溶液中剩余OH-的物質的量為0.28mol-0.24mol=0.04mol,電解后溶液的體積為40L,則溶液中c(OH-)==0.001mol/L,則溶液中pOH=-lgc(OH-)=3,所以溶液pH=14-pOH=11。
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【題目】2010年上海世博會主題“城市.讓生活更美好”;2011年“國際化學年”的主題是“化學,我們的生活,我們的未來”;2013年1月全國大部分地區(qū)出現(xiàn)霧霾天氣,北京PM2.5濃度達993,系中國有該監(jiān)測數(shù)據(jù)以來最高的一次。“拯救人類的最后機會”只有節(jié)能減排,下列屬最有希望的新能源是 ( )
①天然氣 ②煤、凼汀、芩堋、萏柲堋、薜責崮堋、唢L能、鄽淠堋
A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③④⑤⑥ D.除①②外
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】結合圖判斷,下列敘述正確的是
A. I和II中正極均被保護
B. I和II中負極反應均是Fe-2e-=Fe2+
C. I和II中正極反應均是O2+2H2O+4e-=4OH-
D. I和II中分別加入少量氯水和KSCN溶液均變紅色
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【題目】回答下列問題
(1)現(xiàn)有下列十種物質:①O2;②Fe;③CaO;④CO2;⑤H2SO4;⑥Ba(OH)2;⑦紅褐色的氫氧化鐵膠體;⑧硫酸鈉溶液;⑨稀硝酸;⑩Cu2(OH)2CO3 . (i)按物質的樹狀分類法填寫表格的空白處:
分類標準 | 金屬單質 | 氧化物 | 溶液 | 膠體 |
屬于該類的物質 | ② | ⑧⑨ |
(ii)上述物質中屬于非電解質的有;上述物質中能與鹽酸反應的電解質有(填序號).
(2)(i)在 KClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O 的反應中,氧化劑是 , 還原產(chǎn)物是 , 氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質量比是 . (ii)在反應MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O中,每生成標準狀況下4.48LCl2 , 轉移的電子的物質的量為mol.
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【題目】利用鉆渣[含Co(OH)2、Fe2O3、Al2O3、MnO等)可以來制取鉆的氧化物和CoCl2·6H2O,工藝流程如圖所示:
①部分陽離于以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:(金屬離子濃度為:0.01mol/L)
沉淀物 | Fe(OH)3 | Fe(OH)2 | Co(OH)2 | Al(OH)3 | Mn(OH)2 |
開始沉淀 | 2.7 | 7.6 | 7.6 | 4.0 | 7.7 |
完全沉淀 | 3.7 | 9.6 | 9.2 | 5.2 | 9.8 |
②CoCl2·6H2O熔點為86℃,加熱至110~120℃時,失去結晶水生成無水氯化鈷。
回答下列問題:
(1)浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、A13+等,浸出過程中Co(OH)3發(fā)生反應的離子方程式為________。
(2)流程中加人適量的NaClO3的作用是___________。若加入NaClO3過量,可能產(chǎn)生有毒氣體,寫出生成該有毒氣體的離子方程式___________________。
(3)加入Na2CO3調節(jié)溶液的pH=a,a的范圍最好是___________。沉淀的主要成分是______。
(4)萃取劑對金屬離子的萃取率與pH的關系如圖所示。向“濾液”中加入萃取劑的目的是________;其使用的最佳pH范圍是________。
A. 2.0~2.5 B. 3.0~3.5 C. 4.0~4.5 D. 5.0~5.5
(5)“操作1”中包含3個基本實驗操作,它們依次是______、______和過濾。
(6)隔絕空氣加熱CoC2O4生成CoO和碳的氧化物,對應的化學方程式為_______________。
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【題目】一定溫度下,在1L恒容密閉容器中加入lmol的N2(g)和3molH2(g)發(fā)生反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H<0, NH3的物質的量與時間的關系如下表所示,下列說法錯誤的是
時間(min) | 0 | t1 | t2 | t3 |
NH3物質的量(mol) | 0 | 0.2 | 0.3 | 0.3 |
A. 0t1min,v(NH3)=mol·L-1·min-1
B. 升高溫度,可使正反應速率減小,逆反應速率增大,故平衡逆移
C. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的活化能小于2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的活化能
D. t3時再加入1mol的N2(g)和3molH2(g),反應達新平衡時,c(N2)>0.85mol·L-1
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【題目】CO2通入BaCl2溶液中并不產(chǎn)生沉淀,在下圖右側的Y形管中放置合適的藥品,進行合理操作,在BaCl2溶液中可以看到白色沉淀.右側Y形管中放的藥品是
A. Cu和濃硝酸 B. CaO和濃氮水 C. Na2SO3和較濃硫酸 D. KMnO4溶液和濃鹽酸
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【題目】下列關于原電池的敘述中正確的是( )。
A.正極和負極必須是兩種不同的金屬
B.電子流入的一極為正極
C.原電池工作時,正極和負極上發(fā)生的都是氧化還原反應
D.鋅、銅和鹽酸構成的原電池工作時,鋅片上有6.5 g鋅溶解,正極上就有0.1 g氫氣生成
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【題目】實驗室中一瓶固體M的標簽右半部分已被腐蝕,剩余部分只看到“NaS”字樣(如圖所示)。已知固體M只可能是Na2S、Na2SO3、Na2SiO3、Na2SO4中的一種。若取少量固體M配成稀溶液進行有關實驗,下列說法不正確的是
A. 只用鹽酸一種試劑就可以確定該固體M的成分
B. 往溶液中通入二氧化碳,若有白色沉淀生成,則固體M為Na2SiO3
C. 常溫時用pH試紙檢驗,若pH =7,則固體M一定是Na2SO4
D. 往溶液中加入稀硝酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,則固體M為Na2SO4
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