【題目】歐盟征收航空碳排稅以應(yīng)對冰川融化和全球變暖,使得對如何降低大氣中CO2的含量及有效地開發(fā)利用碳資源的研究顯得更加緊迫。請運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理的相關(guān)知識研究碳及其化合物的性質(zhì)。
(1)近年來,我國儲氫碳納米管研究取得重大進(jìn)展,用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳納米顆粒(雜質(zhì)),這種碳納米顆?捎醚趸瘹饣ㄌ峒,請完成并配平下述化學(xué)方程式:
口C+口K2Cr2O7+口______=口CO2↑+口K2SO4+口Cr2(SO4)3+口H2O
(2)甲醇是一種新型燃料,甲醇燃料電池即將從實(shí)驗(yàn)室走向工業(yè)化生產(chǎn)。工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-116kJ/mol
①下列措施中有利于增大該反應(yīng)的反應(yīng)速率的是_______(填字母代號)。
A.隨時將CH30H與反應(yīng)混合物分離 B.降低反應(yīng)溫度
C.增大體系壓強(qiáng) D.使用高效催化劑
②已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H2=-283kJ/mol
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H3=-242kJ/mol
則表示lmol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO2和水蒸氣時的熱化學(xué)方程式為______________。
③在容積為1L的恒容容器中,分別研究在230℃、250℃和270℃ 三種溫度下合成甲醇的規(guī)律。右圖是上述三種溫度下不同的H2和CO的起始組成比(起始時CO的物質(zhì)的量均為lmol)與CO平衡轉(zhuǎn)化率的關(guān)系。
請回答:
i)在上述三種溫度中,曲線Z對應(yīng)的溫度是_________;
ii)利用圖中a點(diǎn)對應(yīng)的數(shù)據(jù),計算出曲線Z在對應(yīng)溫度下,反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)的平衡常數(shù)K=__________。
(3)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10-9。 CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為5.6×10-5mol/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為______________。
【答案】 3、2、8;H2SO4;3、2、2、8 CD CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=-651kJ/mol 270℃ 4L2/mol2(可以不寫單位) 2×10-4mol/L
【解析】(1)反應(yīng)中C元素的化合價由0價升高為+4價,Cr元素的化合價由+6價降低為+3價,該反應(yīng)中轉(zhuǎn)移12e-,由電子守恒和質(zhì)量守恒定律可得知化學(xué)反應(yīng)為:3C+2K2Cr2O7+8H2SO4=3CO2↑+2K2SO4+2Cr2(SO4)3+8H2O;
(2)①A、隨時將CH3OH與反應(yīng)混合物分離,沒有改變反應(yīng)速率,選項(xiàng)A錯誤;B、溫度降低,反應(yīng)速率變小,選項(xiàng)B錯誤;C、壓強(qiáng)增大,反應(yīng)速率加快,選項(xiàng)C正確;D、使用催化劑,反應(yīng)速率加快,選項(xiàng)D正確。答案選CD;
②根據(jù)反應(yīng):①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-116kJ/mol
②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H2=-283kJ/mol;
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H3=-242kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律:①-②-③×2得:CH3OH(g)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H=△H1-△H2-2△H3=-651kJ/mol;
③i)根據(jù)反應(yīng)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H1=-116kJ/mol,是放熱反應(yīng),溫度越高,轉(zhuǎn)化率越低,所以曲線Z對應(yīng)的溫度是270℃;
ii)a點(diǎn)時,CO轉(zhuǎn)化率50%,
CO(g) + 2H2(g) = CH3OH(g)
開始時濃度/mol/L 1 1.5 0
轉(zhuǎn)化的濃度/mol/L 0.5 1 0.5
平衡時濃度/mol/L 0.5 0.5 0.5
K===4 L2/mol2;
(3)Na2CO3溶液的濃度為5.6×10-5mol/L,等體積混合后c(CO32-)=×5.6×10-5mol/L=2.8×10-5mol/L,根據(jù)Ksp= c(CO32-) c(Ca2+)=2.8×10-9可知,c(Ca2+)==1×10-4 mol/L,原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c(Ca2+)的2倍,故原溶液CaCl2溶液的最小濃度為2×1×10-4 mol/L=2×10-4 mol/L。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知 25℃下時,NH3·H2O kb=1.77×10-5;H2CO3 ka1=4.30×10-7、ka2=5.61×10-11。 25℃時有關(guān)NH4HCO3溶液的說法中正確的是
A. 呈弱酸性
B. c(OH-)+c(NH3·H2O)=c(H+)+c(H2CO3)
C. 滴入NaOH 溶液發(fā)生反應(yīng):NH4++OH-=NH3·H2O和HCO3-+OH-=H2O+CO32-
D. 滴入NaOH溶液,則增大
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列關(guān)于SO2的敘述中不正確的是
A. 可用向上排空氣法收集 B. 可用于漂白紙漿、草帽等
C. 遇石蕊溶液先變紅,后褪色 D. 不能與氯化鋇溶液發(fā)生反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有關(guān)元素敘述正確的是
A. 氯——“成鹽元素”,元素有毒
B. 硅——親氧元素,單質(zhì)是光導(dǎo)纖維的主要成分
C. 鋁——地殼中含量最多的金屬元素,鋁制品抗腐蝕能力較強(qiáng)
D. 鈦——“未來金屬”,其合金是目前用量最大、用途最廣的金屬
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列有機(jī)物發(fā)生的反應(yīng)屬于加成反應(yīng)的是( )
A. 乙醇與濃硫酸加熱到140℃ B. 乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色
C. 乙醇與氧氣反應(yīng)生成乙醛 D. 用乙醇、乙酸與濃H2SO4混合加熱
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】六氟化硫分子呈正八面體形(如圖所示),在高電壓下仍有良好的絕緣性,在電器工業(yè)方面有著廣泛的用途,但逸散到空氣中會引起溫室效應(yīng)。下列有關(guān)六氯化硫的推測正確的是
A. 六氟化硫不能燃燒
B. 六氟化硫中各原子均達(dá)到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
C. 六氟化硫在水中的溶解度>六氟化硫在CS2中的溶解度
D. 六氟化硫分子是極性分子
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】40 ℃時水的離子積Kw=2.9×10-14,則在40 ℃時,c(H+)=1×10-7mol·L-1的溶液( )
A. 呈酸性B. 呈堿性C. 呈中性D. 無法判斷
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】在一定條件下的定容密閉容器中,下列說法能表明反應(yīng)A(s) + 2B(g)C(g) + D(g) 已達(dá)平衡狀態(tài)的是( )
A. 混合氣體的壓強(qiáng)不再改變
B. 單位時間內(nèi)生成nmolA的同時,生成2nmol的B
C. C的生成速率是B的生成速率的兩倍
D. 混合氣體的密度不再改變
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】3A(g)+2B(g)2C(g)+3D(g)。在溫度和體積都相同的條件下分別建立兩個平衡:①.A、B的起始物質(zhì)的量為3mol和2mol,②.C、D的起始物質(zhì)的量分別為4mol和6mol。四個選項(xiàng)中錯誤的是( )
A. 達(dá)平衡時,①途徑的反應(yīng)速率vA不等于②途徑的反應(yīng)速率vA
B. ①、②都達(dá)到平衡時,體系內(nèi)混合氣體的平均相對摩爾質(zhì)量相同
C. ①、②都達(dá)到平衡時,體系內(nèi)混合氣體的組成百分比相同
D. 達(dá)平衡時,①途徑所得混合氣的密度為②途徑所得混合氣密度相同
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