【題目】CO2既是溫室氣體,也是重要的化工原料,二氧化碳的捕捉和利用是我國(guó)能源領(lǐng)域的一個(gè)重要戰(zhàn)略方向。
(1)用活性炭還原法可以處理汽車(chē)尾氣中的氮氧化物,某研究小組向某密閉容器加入足量的活性炭和一定量的NO,發(fā)生反應(yīng)C(s)+ 2NO(g) N2(g)+CO2(g) △H,在T1℃時(shí),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的量濃度如下:
濃度/(mol/L)/\時(shí)間/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.40 | 0.40 | 0.6 |
N2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
CO2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析T1℃時(shí),該反應(yīng)在0~10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=____________mol·L-1·min-1;計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____________。
②若30min后只改變某一條件,據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是____________(填字母編號(hào))。
A.加入合適的催化劑 B.適當(dāng)縮小容器的體積
C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭
③若30min后升高溫度至T2℃,達(dá)到平衡時(shí),容器中NO、N2、CO2的濃度之比為2:3:3,則達(dá)到新平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率___________(填“升高”或“降低”),△H______0(填“>”或“<”)。
(2)工業(yè)上用CO2和H2反應(yīng)合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.5 kJ·mol-1
寫(xiě)出CO2(g)和H2(g)轉(zhuǎn)化為CH3OCH3(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式_______________。
(3)二甲醚燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、電量大的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用,一種二甲醚氧氣電池(電解質(zhì)為KOH溶液)的負(fù)極反應(yīng)式為:_________________________。
(4)常溫下,用NaOH溶液作CO2捕捉劑不僅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工產(chǎn)品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH=10 的溶液,則溶液中c(CO32-)∶c(HCO3-)=_______________。[常溫下K1(H2CO3-7、 K2(H2CO3)=5×10-11]。
②欲用2LNa2CO3溶液將4.66gBaSO4 固體全都轉(zhuǎn)化為BaCO3,則所用的Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為__________________________。[已知:常溫下Ksp(BaSO4)=1×10-11,Ksp(BaCO3)=1×10-10]。(忽略溶液體積的變化)
【答案】 0.042 4.0 BC 降低 < 2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=-122.7 kJ·mol-1 CH3OCH3 -12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O 1:2或0.5 0.11mol/L
【解析】試題分析:本題考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)的計(jì)算,外界條件對(duì)化學(xué)平衡的影響,蓋斯定律的應(yīng)用,燃料電池電極反應(yīng)式的書(shū)寫(xiě),電離平衡常數(shù)的計(jì)算,與溶度積有關(guān)的計(jì)算。
(1)①在0~10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(N2)=(0.42mol/L-0mol/L)10min=0.042mol/(L·min)。20min~30min各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變,說(shuō)明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,即平衡時(shí)NO、N2、CO2物質(zhì)的量濃度依次為0.40mol/L、0.80mol/L、0.80mol/L,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=[c(N2)·c(CO2)]/c2(NO)==4。
②30min后改變一個(gè)條件,40min時(shí)NO、N2、CO2的濃度都變?yōu)?/span>30min時(shí)的1.5倍。A項(xiàng),加入合適的催化劑,平衡不移動(dòng),各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度不變,不可能;B項(xiàng),適當(dāng)縮小容器的體積,平衡不移動(dòng),但各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度成比例增大,可能;C項(xiàng),通入一定量的NO,由于C是固體,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡不移動(dòng),但各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度成比例增大,可能;D項(xiàng),加入一定量的活性炭,由于C是固體,平衡不移動(dòng),各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度不變,不可能;答案選BC。
③30min時(shí)NO、N2、CO2的濃度之比為0.40:0.80:0.80=1:2:2,升高溫度NO、N2、CO2的濃度之比為2:3:3,即升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),則達(dá)到新平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率降低,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH0。
(2)將反應(yīng)編號(hào),
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.1 kJ·mol-1(①式)
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5 kJ·mol-1(②式)
應(yīng)用蓋斯定律,①式2+②式得2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=2ΔH1+ΔH2=2(-49.1kJ/mol)+(-24.5kJ/mol)=-122.7kJ/mol,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.7kJ/mol。
(3)二甲醚氧氣電池中電解質(zhì)為KOH溶液,負(fù)極二甲醚被氧化成
(4)①H2CO3的電離方程式為H2CO3H++HCO3-、HCO3-H++CO32-,K2(H2CO3)=[c(H+)·c(CO32-)]/c(HCO3-),則c(CO32-):c(HCO3-)= K2(H2CO3)/c(H+)=510-11(110-10)=1:2。
②n(BaSO4)==0.02mol,沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(SO42-)/c(CO32-)=Ksp(BaSO4)/Ksp(BaCO3)=110-11(110-10)=0.1;根據(jù)離子方程式,當(dāng)BaSO4固體全部轉(zhuǎn)化時(shí)消耗CO32-物質(zhì)的量為0.02mol,生成的SO42-物質(zhì)的量為0.02mol,溶液中c(SO42-)=0.02mol2L=0.01mol/L,溶液中c(CO32-)= c(SO42-)/K=0.01mol/L0.1=0.1mol/L;所用Na2CO3物質(zhì)的量濃度至少為0.02mol2L+0.1mol/L=0.11mol/L。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下圖中反應(yīng)①是制備SiH4的一種方法,其副產(chǎn)物MgCl2·6NH3是優(yōu)質(zhì)的鎂資源;卮鹣铝袉(wèn)題:
(1)MgCl2·6NH3所含元素的簡(jiǎn)單離子半徑由小到大的順序(H-除外):_________________________,Mg在元素周期表中的位置:_____________________,Mg(OH)2的電子式:____________________。
(2)A2B的化學(xué)式為_______________。反應(yīng)②的必備條件是_______________。上圖中可以循環(huán)使用的物質(zhì)有_______________。
(3)在一定條件下,由SiH4和CH4反應(yīng)生成H2和一種固體耐磨材料_______________(寫(xiě)化學(xué)式)。
(4)為實(shí)現(xiàn)燃煤脫硫,向煤中加入漿狀Mg(OH)2,使燃燒產(chǎn)生的SO2轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的Mg化合物,寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:_______________。
(5)用Mg制成的格氏試劑(RMgBr)常用于有機(jī)合成,例如制備醇類(lèi)化合物的合成路線如下:
依據(jù)上述信息,寫(xiě)出制備所需醛的可能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:_______________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】2011年1月11日,中國(guó)研制的第四代隱形戰(zhàn)機(jī)殲-20在成都首次公開(kāi)試飛成功。隱形戰(zhàn)機(jī)的核心材料是金屬鈦,我國(guó)探明儲(chǔ)量世界第一。下列有關(guān)推斷不正確的是( )
A. 鈦的原子序數(shù)為22 B. 鈦位于元素周期表第四周期
C. 鈦原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d4 D. 鈦屬于過(guò)渡元素
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】氧化還原反應(yīng)在生產(chǎn)、生活中具有廣泛的用途。下列事例不屬于氧化還原反應(yīng)的是( )
A.金屬冶煉B.燃放鞭炮C.食物腐敗D.煅燒石灰石
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】I.A、B、C、D均為中學(xué)化學(xué)中常見(jiàn)的單質(zhì)或化合物,它們之間的關(guān)系如圖a所示(部分產(chǎn)物已略去)。
(1)若A為非金屬單質(zhì),它的組成元素是形成物質(zhì)種類(lèi)最多的元素,D是空氣的主要成分之一。請(qǐng)寫(xiě)出B的電子式_____________________________________________。
(2)若A為使用最廣泛金屬的單質(zhì),D是某強(qiáng)酸的稀溶液,則反應(yīng)B+AC的離子方程式為:__________________________________________________。
(3)若A為強(qiáng)堿,D為形成酸雨的氣態(tài)氧化物。常溫時(shí)將B的水溶液露置于空氣中一段時(shí)間,其pH變化如圖b所示,則其pH變化的原因是__________________。
II.(1)對(duì)于合成氨反應(yīng):N2(g) +3H2(g) 2NH3(g) △H= -92.4kJ/mol。在其他條件相同時(shí),分別測(cè)定N2的平衡轉(zhuǎn)化率在不同壓強(qiáng)(p1、p2)下隨溫度變化的曲線,下列圖示正確的是_________(填“A”或“B”);比較p1、p2的大小關(guān)系:_____________。
(2)尿素是一種高效化肥,與水在一定條件下可以生成氨氣:CO(NH2)2(s)+H2O(l)2NH3(g)+CO2(g) △H = +133.6kJ/mol。關(guān)于該反應(yīng),下列說(shuō)法正確的是___________(填序號(hào))。
A.在平衡體系中再加入少量CO(NH2)2,平衡正向移動(dòng)
B.降低溫度使尿素的轉(zhuǎn)化率減小
C.從反應(yīng)開(kāi)始到達(dá)到平衡時(shí)容器中混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量始終保持不變
D.恒溫恒容時(shí),向平衡體系中再充入少量氨氣,平衡常數(shù)減小
(3)常溫下向100mL0.2mo/L的氨水中逐滴加入0.2mol/L的鹽酸,所得溶液的pH、溶液中NH4+和NH3·H2O物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與加入鹽酸的體積的關(guān)系如下圖所示,根據(jù)圖像回答下列問(wèn)題。
NH3·H2O的電離常數(shù)為_____________________________(已知lg1.8 = 0.26)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的敘述中,正確的是( )
A.含20.0gNaOH的稀溶液與足量稀硫酸完全中和,放出28.7kJ的熱量,則表示中和熱的熱化學(xué)方程式為2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l)△H=-114.8kJ/mol
B.已知熱化學(xué)方程式:SO2(g)+ O2(g) SO3(g) △H=-98.32kJ/mol,在容器中充入2molSO2和1molO2充分反應(yīng),最終放出的熱量為196.64kJ
C.已知2H2(g)+O2(g)=2H2O(g); △H=-483.6kJ/mol,則H2的燃燒熱為241.8kJ/mol
D.已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(1) △H=-57.31kJ·mol-1 , 故Ba2+(aq)+H+(aq)+OH-(aq)+SO42-(aq)=H2O(1)+BaSO4(s) △H<-57.31kJ·mol-1
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科目:高中化學(xué) 來(lái)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.熔融的NaOHB.銅C.KOH溶液D.液氨
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】室溫下,用相同濃度的NaOH 溶液,分別滴定濃度均為0.1mol·L-1的三種酸(HA、HB和HD)溶液,滴定的曲線如圖所示,下列判斷錯(cuò)誤的是( )
A.三種酸的電離常數(shù)關(guān)系:KHA>KHB>KHD
B.滴定至P點(diǎn)時(shí),溶液中:c(B-)>c(Na+)>c(HB)>c(H+)>c(OH-)
C.pH=7時(shí),三種溶液中:c(A-)=c(B-)=c(D-)
D.當(dāng)中和百分?jǐn)?shù)達(dá)100%時(shí),將三種溶液混合后:c(HA)+c(HB)+c(HD)=c(OH-)-c(H+)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)中,化學(xué)鍵類(lèi)型和分子立體構(gòu)型皆相同的是( )
A. CO2和SO2 B. CH4和SiH4 C. BF3和PH3 D. HCl和NH4Cl
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