【題目】CO2是一種廉價(jià)的碳資源,其綜合利用具有重要意義;卮鹣铝袉栴}。
(1)CO2可以被NaOH溶液捕獲。若所得溶液pH=13,CO2主要轉(zhuǎn)化為_______(寫離子符號(hào));若所得溶液c(HCO3-):c(CO32-)=2:1,溶液pH=______。(室溫下,H2CO3的K1=4×10-7;K2=5×10-11)
(2)CO2與CH4經(jīng)催化重整,制得合成氣:CH4(g)+CO2(g) (2CO(g)+2H2(g)
①已知上述反應(yīng)中相關(guān)的化學(xué)鍵鍵能數(shù)據(jù)如下:
化學(xué)鍵 | C—H | C=O | H—H | CO |
鍵能/kJ·mol-1 | 413 | 745 | 436 | 1075 |
則該反應(yīng)的△H=___________。分別在VL恒溫密閉容器A(恒容)、B(恒壓,容積可變)中,加入CH4和CO2各1mol的混合氣體。兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后放出或吸收的熱量較多的是____________(填“A”或“B”)
②按一定體積比加入CH4和CO2,在恒壓下發(fā)生反應(yīng),溫度對(duì)CO和H2產(chǎn)率的影響如下圖所示。此反應(yīng)優(yōu)選溫度為900℃的原因是_______________。
(3)O2輔助的A1-CO2電池工作原理如上圖所示。該電池電容量大,能有效利用CO2,電池反應(yīng)產(chǎn)物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
電池的正極反應(yīng)式:6O2+6e-=6O2- 6CO2+6O2-=3C2O42-+6O2
反應(yīng)過程中O2的作用是_______________。該電池的總反應(yīng)式:_________________。
【答案】 CO32- 10 +120 kJ·mol-1 B 900 ℃時(shí),合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,但能耗升高,經(jīng)濟(jì)效益降低。 催化劑 2Al+6CO2=Al(C2O4)3
【解析】(1)根據(jù)K2==5×10-11,結(jié)合溶液的pH=13分析判斷;再結(jié)合溶液c(HCO3-):c(CO32-)=2:1,計(jì)算溶液pH;
(2)①根據(jù)△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能計(jì)算;該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),結(jié)合增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng)分析判斷;②根據(jù)圖像900℃時(shí)合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,分析解答;
(3)該原電池中Al作負(fù)極,失電子生成鋁離子,根據(jù)正負(fù)極電極反應(yīng)式相加即得電池反應(yīng)式解答。
(1)K2==5×10-11,則c(H+)=,當(dāng)c(HCO3-)=c(CO32-),c(H+)=5×10-11,pH在10.3,如果溶液的pH=13,則c(HCO3-)<<c(CO32-),所以該溶液中所得陰離子為c(CO32-);K2==5×10-11,且所得溶液c(HCO3-):c(CO32-)=2:1,c(H+)==5×10-11×2=1×10-10,pH=10,故答案為:c(CO32-);10;
(2)①該反應(yīng)的△H=反應(yīng)物總鍵能-生成物總鍵能=[4×413+2×745-2×1075-2×436]kJ/mol =+120kJ/mol;該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體物質(zhì)的量增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng)平衡逆向移動(dòng),A在反應(yīng)過程中壓強(qiáng)在不斷增大、B在反應(yīng)過程中壓強(qiáng)不變,所以A相當(dāng)于B來說是增大壓強(qiáng),平衡逆向移動(dòng),所以A中反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率小于B,則兩容器中反應(yīng)達(dá)平衡后吸收的熱量較多的是B,故答案為:+120kJ/mol;B;
②根據(jù)圖知,900℃時(shí)合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,且升高溫度耗能較大,經(jīng)濟(jì)效益降低,溫度低時(shí)合成氣產(chǎn)率降低且反應(yīng)速率降低,故答案為:900 ℃時(shí),合成氣產(chǎn)率已經(jīng)較高,再升高溫度產(chǎn)率增幅不大,但能耗升高,經(jīng)濟(jì)效益降低;
(3)該原電池中Al作負(fù)極,失電子生成鋁離子,電極反應(yīng)式為Al-3e-=Al 3+;在正極的反應(yīng)式中,在第一個(gè)反應(yīng)中作反應(yīng)物、在第二個(gè)反應(yīng)中作生成物,所以氧氣在反應(yīng)中作催化劑;在得失電子相同條件下,正負(fù)極電極反應(yīng)式相加即得電池反應(yīng)式,電池反應(yīng)式為2Al+6CO2=Al2(C2O4)3,故答案為:催化劑;2Al+6CO2=Al2(C2O4)3。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】近年來,蜂膠已成為保健品的寵兒,其主要成分CAPE(咖啡酸苯乙酯)因具有極強(qiáng)的抗炎和抗氧化活性得以在食品、醫(yī)學(xué)以及其他領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。通過下列途徑可合成咖啡酸苯乙酯。
已知:A的核磁共振氫譜(1HNMR)顯示,分子中有4種不同化學(xué)環(huán)境的氫原子,A能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)。
(1)丙二酸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________________。
(2)咖啡酸苯乙酯含有的含氧官能團(tuán)名稱為_________________________。
(3)咖啡酸苯乙酯的分子式為________________,D的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為____________________。
(4)反應(yīng)類型:B―→C______________。
(5)A―→B的化學(xué)方程式為_______________________________________________________。
(6)寫出同時(shí)滿足下列條件的C的所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(不考慮立體異構(gòu)):________________。
a.屬于酯類
b.能發(fā)生銀鏡反應(yīng)
c.與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一種芳綸纖維的拉伸強(qiáng)度比鋼絲還高,廣泛用作防護(hù)材料。其結(jié)構(gòu)片段如下圖
下列關(guān)于該高分子的說法正確的是
A. 完全水解產(chǎn)物的單個(gè)分子中,苯環(huán)上的氫原子具有不同的化學(xué)環(huán)境
B. 完全水解產(chǎn)物的單個(gè)分子中,含有官能團(tuán)―COOH或―NH2
C. 氫鍵對(duì)該高分子的性能沒有影響
D. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】由鐵、鋅、鎂、鋁四種金屬中的兩種組成的10g混合物與足量的鹽酸反應(yīng),反應(yīng)后生成的氫氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為11.2L.則混合物中一定含有的金屬是( )
A.鋅B.鐵C.鎂D.鋁
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某化學(xué)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)為探究和比較SO2和氯水的漂白性,設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)裝置。
(1)實(shí)驗(yàn)室用裝置A制備SO2,某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)打開A的分液漏斗活塞后,漏斗中液體未流下,可能的原因是_____________(合理均可);C裝置的作用___________________。
(2)反應(yīng)開始一段時(shí)間后,觀察到B、D兩個(gè)試管中的品紅溶液都褪色,停止通氣后,再給B、D兩個(gè)試管分別加熱;兩個(gè)試管中的現(xiàn)象分別為:B:_______________,D:________________。
(3)若將B中品紅換成H2S溶液,通SO2一段時(shí)間后B中現(xiàn)象為_____,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______,其中氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為________。
(4)另一個(gè)實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)認(rèn)為SO2和氯水都有漂白性,二者混合后的漂白性肯定會(huì)更強(qiáng)。他們將制得的SO2和Cl2按1:1同時(shí)通入到品紅溶液中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)褪色效果并不像想象的那樣。請(qǐng)你分析該現(xiàn)象的原因(用化學(xué)方程式表示)___________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】臭氧是地球大氣中一種微量氣體,人類正在保護(hù)和利用臭氧。
(1)氮氧化物會(huì)破壞臭氧層,已知:
①NO(g) + O3(g)NO2(g) + O2 (g) ΔH1 = 200.9 kJ·mol1
②2NO(g) +O2 (g)2NO2 (g) ΔH 2 = 116.2 kJ·mol1
則反應(yīng):2O3(g)3O2 (g) ΔH=______。
(2)實(shí)驗(yàn)室將氧氣和臭氧的混合氣體0.896 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況)通入盛有20.0 g銅粉的反應(yīng)器中,加熱充分反應(yīng)后,粉末的質(zhì)量變?yōu)?/span>21.6 g。則原混合氣中臭氧的體積分?jǐn)?shù)為______。
(3)大氣中的部分碘源于O3對(duì)海水中I—的氧化。將O3持續(xù)通入NaI溶液中進(jìn)行模擬研究,探究Fe2+對(duì)氧化I—反應(yīng)的影響,反應(yīng)體系如圖1,測(cè)定兩組實(shí)驗(yàn)中I3—濃度實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)如圖2所示:
①反應(yīng)后的溶液中存在化學(xué)平衡:I2(aq)+I(aq) I3-(aq),當(dāng)c(I3-)/c(I-)=6.8時(shí),溶液中c(I2)=______。(已知反應(yīng)的平衡常數(shù)K=680)
②結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,Fe2+對(duì)I的轉(zhuǎn)化率的影響是_____(填“增大”“無影響”或“減小”)。
③第二組實(shí)驗(yàn)18 s后,I3—濃度下降。導(dǎo)致I3—濃度下降的原因是_____。
(4)臭氧是一種殺菌消毒劑,還是理想的煙氣脫硝劑。
①一種脫硝反應(yīng)中,各物質(zhì)的物質(zhì)的量隨時(shí)間的變化如圖3所示,X為___(填化學(xué)式)。
②一種臭氧發(fā)生裝置原理如圖4所示。陽極(惰性電極)的電極反應(yīng)式為____。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】一定溫度下,將 2 molSO2 和 1 molO2 充入一定容密閉容器中,在催化劑存在下進(jìn)行下列反應(yīng): 2SO2(g)+O2(g)2SO3(g);△H=-197kJ/ mol,當(dāng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),下列說法中正確的是
A. 生成 SO3為2 mol
B. 反應(yīng)放出 197 kJ 的熱量
C. SO2和SO3 物質(zhì)的量之和一定為 2mol
D. SO2、O2、SO3的物質(zhì)的量之比一定為2:1:2
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列示意圖與對(duì)應(yīng)的反應(yīng)情況符合的是
A. 向含0.01 mol KOH和0.01 mol Ca(OH)2的混合溶液中緩慢通入CO2至過量
B. 向NaHSO4溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至過量
C. 向KAl(SO4)2溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至過量
D. 向含有少量氫氧化鈉的NaAlO2溶液中逐滴加入鹽酸至過量
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】已知某反應(yīng)A(g)+B(g)=C(g)+D(g),過程中的能量變化如圖所示,下列說法中正確的是( )
A. A的能量一定低于C
B. 反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量大于產(chǎn)物新鍵形成放出的總能量
C. 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化都表現(xiàn)為熱量的變化
D. 1mol氣體A和1mol氣體B反應(yīng)生成1mol氣體C和1molD
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