【題目】清潔能源的開發(fā)、廢水的處理都能體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的應(yīng)用價值。

. 工業(yè)上可利用CO2來制備清潔燃料甲醇,有關(guān)化學(xué)反應(yīng)如下:

反應(yīng)ACO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g) △H1=-49.6kJ·mol-1

反應(yīng)BCO2(g)H2H2O(g)CO(g) △H2=+41kJ·mol-1

寫出用CO(g)H2(g)合成CH3OH(g)反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: __________________。

反應(yīng)A可自發(fā)進行的溫度條件是________(低溫高溫”) 。

寫出兩個有利于提高反應(yīng)A中甲醇平衡產(chǎn)率的條件___________。

CuZnOZrO2催化下,CO2H2混和氣體,體積比13,總物質(zhì)的量amol進行反應(yīng),測得CO2轉(zhuǎn)化率、CH3OHCO選擇性隨溫度、壓強變化情況分別如圖所示(選擇性:轉(zhuǎn)化的CO2中生成CH3OHCO的百分比)。

溫度對反應(yīng)的影響 壓強對反應(yīng)的影響

由上圖可知,影響產(chǎn)物選擇性的外界條件是______。

A. 溫度 B. 壓強 C. 催化劑

如圖中M點溫度為250℃,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為25%,該溫度下反應(yīng)B的平衡常數(shù)為________________(用分數(shù)表示)。

.實驗室模擬間接電化學(xué)氧化法處理氨氮廢水中NH4+的裝置如圖所示。以硫酸銨和去離子水配制成初始的模擬廢水,并以NaCl調(diào)節(jié)溶液中氯離子濃度,陽極產(chǎn)物將氨氮廢水中的NH4+氧化成空氣中的主要成分。

陽極反應(yīng)式為__________________________________。

除去NH4+的離子反應(yīng)方程式為________________________________________。

【答案】CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H=-90.6kJ·mol-1 低溫 增大壓強,適當降溫,及時分離出產(chǎn)物(H2OCH3OH AB 1/60 2Cl2e Cl2 2NH4++3Cl2 8H++N2↑+6Cl

【解析】

(1)根據(jù)蓋斯定律分析解答;

(2)反應(yīng)能自發(fā)進行,需要滿足H-TS0;

(3)提高甲醇的產(chǎn)率,應(yīng)使平衡正向移動,結(jié)合方程式的特點判斷;

(4)①根據(jù)溫度和壓強對反應(yīng)的影響曲線圖結(jié)合反應(yīng)的方程式分析判斷;②在Cu-ZnO/ZrO2催化下,CO2H2混合氣體,體積比13,總物質(zhì)的量amol進行反應(yīng),250℃時,反應(yīng)AB達到平衡,平衡時容器體積為VL,CO2轉(zhuǎn)化率為25%,根據(jù)溫度對反應(yīng)的影響曲線可知,CH3OHCO選擇性均為50%,結(jié)合方程式利用三段式結(jié)合平衡常數(shù)表達式分析計算;

(5)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),氯離子放電生成氯氣;

(6)氯氣具有氧化性,銨根離子中氮是-3價,具有還原性,二者能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng),據(jù)此書寫反應(yīng)的離子方程式。

.(1)反應(yīng)ACO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g) H1=-49.6kJ·mol-1,反應(yīng)BCO2(g)H2H2O(g)CO(g) H2=+41kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,將A-B得:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H(49.6kJ·mol-1)-(41kJ·mol-1)=90.6kJ·mol-1,故答案為:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) H=-90.6kJ·mol-1;

(2)對于反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-49.6kJmol-1,H0,S0,如反應(yīng)能自發(fā)進行,應(yīng)滿足H-TS0,低溫下即可進行,故答案為:低溫;

(3)反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H1=-49.6kJmol-1,由化學(xué)計量數(shù)可知,增大壓強,平衡正向移動;正反應(yīng)為放熱反應(yīng),降低溫度,平衡正向移動;及時分離出產(chǎn)物(H2OCH3OH),平衡也正向移動,這些措施均有利于提高甲醇的產(chǎn)率,故答案為:增大壓強,適當降溫,及時分離出產(chǎn)物(H2OCH3OH);

(4) 根據(jù)溫度和壓強對反應(yīng)的影響曲線圖可知,反應(yīng)A為放熱反應(yīng),反應(yīng)B為吸熱反應(yīng),改變溫度,平衡一定移動,說明溫度影響產(chǎn)物的選擇性;增大壓強,反應(yīng)A正向移動,甲醇的產(chǎn)率增大,說明壓強影響產(chǎn)物的選擇性,因此溫度和壓強對產(chǎn)物的選擇性均有影響,加入催化劑,平衡不移動,不會影響產(chǎn)物的選擇性,故答案為:AB

②在Cu-ZnO/ZrO2催化下,CO2H2混合氣體,體積比13,總物質(zhì)的量amol進行反應(yīng),250℃時,反應(yīng)AB達到平衡,平衡時容器體積為VL,CO2轉(zhuǎn)化率為25%,根據(jù)溫度對反應(yīng)的影響曲線可知,CH3OHCO選擇性均為50%,由方程式可知,消耗的二氧化碳的物質(zhì)的量n(CO2)=×25%mol=mol,剩余二氧化碳的物質(zhì)的量為mol,生成CH3OHCOmol,分別為mol,生成n(H2O)=mol,兩個反應(yīng)消耗氫氣的物質(zhì)的量為mol×3+mol=mol,則剩余氫氣的物質(zhì)的量為mol-mol=mol,則反應(yīng)B的平衡常數(shù)K===,故答案為:;

.(5)陽極發(fā)生氧化反應(yīng),氯離子放電生成氯氣,電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2,故答案為:2Cl--2e-=Cl2;

(6)氯氣具有氧化性,銨根離子中氮是-3價,具有還原性,能夠被氯氣氧化成氮氣,氯氣得電子生成-1價的氯離子,反應(yīng)的離子方程式為2NH4++3Cl2=8H++N2↑+6Cl-,故答案為:2NH4++3Cl2=8H++N2↑+6Cl-。

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】已知某無色透明溶液中僅含有包括Na+CH3COO在內(nèi)的四種離子。

請回答下列問題。

(1)該溶液中的溶質(zhì)可能有三種情況,請分別寫出各種情況的化學(xué)式:

_____________________________________________;____________________ 。

(2)25℃,若由0.1 mol/LCH3COOH溶液與0.1 mol/LNaOH溶液等體積混合,測得混合溶液的pH=8,則c(CH3COOH)+c(H+)的精確值為___________________mol/L。

(3)若該溶液的pH=8,則c(Na+)-c(CH3COO)的精確值為___________________mol/L。

(4)當溶液中各離子濃度大小的順序為c(CH3COO)>c(Na+)>c(H+)>c(OH)時,則該溶液可能是____(填序號);

A.由0.1 mol/LCH3COONa溶液與0.1 mol/LCH3COOH溶液等體積混合而成

B.由0.1 mol/LCH3COOH溶液與0.1 mol/LNaOH溶液等體積混合而成

C.由0.2 mol/LCH3COONa溶液與0.1 mol/LHCl溶液等體積混合而成

D.由0.2 mol/LCH3COOH溶液與0.1 mol/LNaOH溶液等體積混合而成

(5)常溫下,將a mol/LCH3COOH溶液與0.01 mol/LNaOH溶液等體積混合,反應(yīng)平衡后溶液中c(Na+)=c(CH3COO),用含a的代數(shù)式表示CH3COOH的電離平衡常數(shù)Ka=_________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】甲醇是最基本的有機化工原料之一。工業(yè)上可用二氧化碳和氫氣反應(yīng)來生產(chǎn)甲醇。

(1)已知氣態(tài)甲醇的燃燒熱為a kJ/mol,2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g) ΔH= -bkJ/mol;H2O(g)=H2O(l) ΔH= -ckJ/mol。 CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH=_________。

(2)某溫度下,在2 L密閉容器中,充入2.4 mol CO24.4 mol H2,發(fā)生合成甲醇的反應(yīng),測得甲醇的物質(zhì)的量隨時間的變化圖像如圖中的曲線I,則前4分鐘ν(CO2)=__________;若在1 min時,改變某一反應(yīng)條件,曲線I變?yōu)榍II,則改變的條件為___________;該溫度下反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)為___________。

(3)在另一溫度下發(fā)生合成甲醇的反應(yīng),如圖關(guān)閉K,向A容器中充入1 mol CO24 mol H2,向B容器中充入1.2 mol CO24.8 mol H2,兩容器分別發(fā)生上述反應(yīng)。已知起始時容器AB的體積均為a L,反應(yīng)達到平衡時容器B的體積為0.9a L,維持其他條件不變,若打開K一段時間后重新達到平衡,容器B的體積為______L(不考慮溫度的變化,P為可自由滑動活塞,不考慮活塞的摩擦力)。

(4)一定條件下甲醇可進一步氧化轉(zhuǎn)化為甲酸。室溫下,將amol/L的甲酸與bmol/LNaOH溶液等體積混合,體系中存在c(Na+)=c(HCOO-),試用含ab的代數(shù)式表示甲酸的電離常數(shù)為_____________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】桂皮酸是從肉桂皮中分離出的有機酸,廣泛應(yīng)用于精細化工品的生產(chǎn)。桂皮酸的一條成路線如下,部分需要的試劑或條件略去:

已知:

(1)D中官能團名稱為___________________,反應(yīng)IV的反應(yīng)類型為______________________

(2)寫出反應(yīng)I的化學(xué)方程式__________________________________________

(3)寫出桂皮酸的結(jié)構(gòu)簡式____________________________________________

(4)為檢驗D是否已經(jīng)完全轉(zhuǎn)化為桂皮酸,所用試劑和實驗條件是_________________________。

(5)寫出同時滿足下列三個條件的C的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式__________________

①屬于芳香族化合物 ②核磁共振氫譜為四組峰 ③能與 NaHCO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生氣體

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】某研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)對Zn.Cu、稀硫酸組成的原電池進行了探究,其中甲同學(xué)利用下圖I裝置進行探究,乙同學(xué)經(jīng)過查閱資料后設(shè)計了圖II裝置進行探究(鹽橋內(nèi)含有某種電解質(zhì)的飽和溶液,起到連通電路的作用)。

(1)實驗表明,I中兩個電極上均有氣泡產(chǎn)生,鋅電極上有氣泡產(chǎn)生,說明反應(yīng)中有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為______;銅電極上有氣泡產(chǎn)生,說明反應(yīng)中有一部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為____。

(2)II中的X、YZnSO4溶液及稀硫酸中的一種,實驗過程中只有正極上產(chǎn)生氣泡,則X_________,正極上的電極反應(yīng)式為__________。

(3)當圖I裝置的溶液質(zhì)量增加63g,生成的氫氣共有______L(標準狀況);當圖II中鋅電極質(zhì)量減少65g,電路中轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為______NA。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】Na2O2是重要的化工原料,具有多種用途。

1Na2O2具有氧化性,可以將SO2氧化為硫酸鈉,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:______________________,該反應(yīng)中,Na2O2的作用為____________(填還原劑氧化劑既是氧化劑又是還原劑)。

2Na2O2CO2反應(yīng)可以產(chǎn)生氧氣。某同學(xué)通過下列裝置驗證Na2O2能否與CO2反應(yīng)。 (圖中鐵架臺等裝置已略去)

①裝置A的名稱是_________,A中的固體為_______________,裝置B中試劑的作用為__________________________

②若Na2O2能與CO2,則裝置C中的現(xiàn)象是_____________________________

3)堿石灰是干燥劑,在a處收集氣體,檢測發(fā)現(xiàn)該氣體中幾乎都是CO2氣體(過氧化鈉足量),則說明過氧化鈉與CO2氣體不反應(yīng)。該同學(xué)查閱相關(guān)文獻,然后撤掉裝置B,其他都保留(包括試劑),連接好裝置后再次進行實驗,重新收集氣體檢測,發(fā)現(xiàn)得到的氣體幾乎都是氧氣,該實驗結(jié)果說明過氧化鈉與CO2氣體反應(yīng)需要_______________。

4)將一定量的Na2O2固體投入到含有下列離子的溶液中:NO3HCO3-、CO32、Na,反應(yīng)完畢后,溶液中上述離子數(shù)目幾乎不變的有(不考慮溶液體積的變化)__________(填離子符號)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】鎵是制作高性能半導(dǎo)體的重要原料。工業(yè)上常從鋅礦冶煉的廢渣中回收鎵。已知某鋅礦渣主要含Zn、Si、PbFe、Ga的氧化物,利用該礦渣制鎵的工藝流程如下:

已知:①鎵在元素周期表中位于第四周期第ⅢA,化學(xué)性質(zhì)與鋁相似。

lg2=0.3,lg3=0.48

③部分物質(zhì)的KspF表所示

物質(zhì)

Ksp

1)濾渣1的主要成分是_________(寫化學(xué)式)。

2)加入H2O2的目的是(用離子方程式表示)___________。

3)調(diào)pH的目的是______;室溫條件下,若浸出液中各陽離子的濃度均為0.01 mol/L,當溶液中某種離子濃度小于mol/L時即認為該離子已完全除去,則pH應(yīng)調(diào)節(jié)的范圍為_______。

4)操作D包括:__________過濾、洗滌、干燥。

5)制備、精煉金屬Ga

①電解法制備金屬鎵。用惰性電極電解溶液即可制得金屬鎵,寫出陰極電極反應(yīng)式_________。

②電解法精煉金屬鎵(粗鎵含ZnFe、Cu等雜質(zhì),已知氧化性:

下列有關(guān)電解精煉金屬鎵的說法正確的是_______(填字母序號)。

A .電解精煉鎵時粗鎵與電源的正極相連

B. 電解精煉過程中,陽極質(zhì)量的減少與陰極質(zhì)量的增加相等

C. 電解后,CuFe沉積在電解槽底部形成陽極泥

D. 若用甲烷燃料電池電解精煉金屬鎵,當陰極有56.0 g鎵析出時,電池負極最多消耗標準狀況下的6.72 L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】氯化亞錫用途廣泛,在無機工業(yè)中用作還原劑,在口腔護理行業(yè)中,二水氯化亞錫多用于防齲齒脫敏類牙膏中,以預(yù)防齲齒的發(fā)生。某研究小組制取二水氯化亞錫工藝流程如下:

查閱資料:

Ⅰ.酸性條件下,錫在水溶液中有Sn2+、Sn4+兩種主要存在形式,Sn2+易被氧化。

Ⅱ.SnCl2易水解生成堿式氯化亞錫。

(1)四氯化錫暴露于空氣中與空氣中水分反應(yīng)生成白煙,有強烈的刺激性氣味,生成偏錫酸(H2SnO3),寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式______;

(2)將金屬錫熔融,然后潑入冷水,激成錫花,其目的是______

(3)在制備二水氯化亞錫時,溫度對錫轉(zhuǎn)化率的影響如圖1所示,則該反應(yīng)應(yīng)控制的溫度范圍為______℃;

(4)反應(yīng)原料中鹽酸濃度對結(jié)晶率的影響如圖2所示,則鹽酸濃度應(yīng)控制的范圍為______,原因______

(5)反應(yīng)釜中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______;

(6)該小組通過下列方法測定所用錫粉的純度(雜質(zhì)不參與反應(yīng))

①將該試樣溶于鹽酸,發(fā)生反應(yīng)為Sn+2HCl=SnCl2+H2;

②加入過量FeCl3溶液

③用已知濃度的K2Cr2O7滴定②中生成的Fe2+,則反應(yīng)的離子方程式為______;

(7)1.125g錫粉,經(jīng)上述各步反應(yīng)后,共用去0.1000mol/LK2Cr2O7溶液 30.00mL,錫粉中錫的質(zhì)量分數(shù)為______。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科,化學(xué)所取得的豐碩成果與實驗的重要作用分不開。結(jié)合下列實驗裝置圖回答問題:

1)寫出上述圖中儀器的名稱:①________;②________;④________。

2)若利用裝置Ⅰ分離乙酸(沸點118 )和乙酸乙酯(沸點77.1 )的混合物,還缺少的儀器有________,將儀器補充完整后進行的實驗操作的名稱為________;實驗時儀器②中冷卻水的進口為________(“f”“g”)。

3)現(xiàn)需配制250 mL 0.2 mol·L1 NaCl溶液,裝置Ⅱ是某同學(xué)轉(zhuǎn)移溶液的示意圖,圖中有兩處錯誤分別是________________,________________。

4)下列關(guān)于儀器④的使用方法中,正確的是________(填下列選項的編號字母)。

A.使用前應(yīng)檢查是否漏液

B.使用前必須烘干

C.不能用作物質(zhì)反應(yīng)或溶解的容器

D.熱溶液可直接轉(zhuǎn)移到其中

5)下列操作會使配制的溶液濃度偏高的是________(填下列選項的編號字母)。

A.沒有將洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶

B.轉(zhuǎn)移過程中有少量溶液濺出

C.搖勻后,液面下降,補充水

D.定容時俯視刻度線

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