【題目】低碳生活,綠色出行已經(jīng)成為很多人的生活理念。CO2的捕捉和利用也成為了科學(xué)家們積極探索的熱門(mén)領(lǐng)域;卮鹣铝袉(wèn)題:

(1)CO2催化加氫可制取乙烯,其能量關(guān)系如圖1,寫(xiě)出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式____________。

(2)以硫酸作電解質(zhì)溶液,利用太陽(yáng)能電池將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯的工作原理如圖2。則A為電池的___極,N極的電極反應(yīng)式為_________________________。

(3)CO2催化加氫制取二甲醚的反應(yīng)為:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)

在恒容密閉容器中,均充入2mol.CO26molH2,分別以IrCe作催化劑,反應(yīng)進(jìn)行相同的時(shí)間后測(cè)得的CO2的轉(zhuǎn)化率a(CO2)隨反應(yīng)溫度的變化情況如圖3。

①用IrCe作催化劑時(shí),反應(yīng)的活化能更低的是_______。

a、b、c、de五種狀態(tài),反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是__________,反應(yīng)的H ___0(“>”、“=”“<”)。

③從狀態(tài)ac,CO2轉(zhuǎn)化率不斷增大的原因是________________________________

④狀態(tài)e時(shí),a(CO2)= 50%,若保持容器容積為10L,則此時(shí)的平衡常數(shù)K=____。

【答案】 CO2(g)+3H2(g)=== 1/2C2H4(g)+2H2O ΔH=-(b-a) kJ/mol 負(fù) 4OH―4e=O2↑+2H2O2H2O―4e=O2↑+4H+ Ir de 狀態(tài)ac均未達(dá)到平衡,從狀態(tài)ac,溫度不斷升高,化學(xué)反應(yīng)速率不斷增大,故在相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化量不斷增大、CO2的轉(zhuǎn)化率不斷增大 (或23.15)

【解析】1)用CO2催化加氫可制取乙烯,由圖1可知,反應(yīng)物的鍵能總和為a kJ/mol、生成物的鍵能總和為b kJ/mol,所以,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式CO2(g)+3H2(g)=== 1/2C2H4(g)+2H2O ΔH=(ba) kJ/mol

2)以硫酸作電解質(zhì)溶液,利用太陽(yáng)能電池將CO2轉(zhuǎn)化為乙烯。由其工作原理圖2可知,該裝置為電解池,M極上CO2被還原為乙烯,M極為陰極、A為電池的負(fù)極,N極為陽(yáng)極,氫氧根放電生成氧氣,電極反應(yīng)式為4OH―4e=O2↑+2H2O2H2O―4e=O2↑+4H+。

3)①由圖中信息可知,當(dāng)溫度為400K~800K時(shí),反應(yīng)進(jìn)行相同的時(shí)間后測(cè)得Ir作催化劑的CO2的轉(zhuǎn)化率a(CO2)較高,說(shuō)明Ir的催化效率更高,所以,用IrCe作催化劑時(shí),反應(yīng)的活化能更低的是Ir。

②由圖可知,當(dāng)溫度高于800K時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率a(CO2)隨反應(yīng)溫度升高而減小,說(shuō)明該反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高化學(xué)平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),在一定的溫度范圍內(nèi),溫度越高化學(xué)反應(yīng)速率越快,所以,a、bc、de五種狀態(tài),反應(yīng)一定達(dá)到平衡狀態(tài)的是de,反應(yīng)的H 0

③從狀態(tài)ac,CO2轉(zhuǎn)化率不斷增大的原因是狀態(tài)ac均未達(dá)到平衡,從狀態(tài)ac,溫度不斷升高,化學(xué)反應(yīng)速率不斷增大,故在相同時(shí)間內(nèi)CO2的轉(zhuǎn)化量不斷增大、CO2的轉(zhuǎn)化率不斷增大。

④狀態(tài)e為平衡狀態(tài),a(CO2)= 50%,CO2的變化量為1mol,H2、CH3OCH3、H2O的變化量分別為3mol、0.5mol、1.5mol,各組分的平衡量與變化量相同,若保持容器容積為10L,則CO2、H2、CH3OCH3、H2O的平衡濃度分別為0.1mol/L、0.3mol/L、0.05mol/L、0.15mol,此時(shí)的平衡常數(shù)K= (或23.15)。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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已知:R-X+NaOHR-OH+NaX

(1)上述反應(yīng)⑤的反應(yīng)類(lèi)型為___________________。

(2)D中官能團(tuán)的名稱(chēng)為___________________。

(3)DMP的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___________________

(4)B→C的化學(xué)方程式為_____________________________。

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(2)某研究小組現(xiàn)將三組CO(g)與H2O(g)混合氣體分別通入體積為2L的恒容密閉容器中,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g)==CO2(g)+H2(g),得到如下數(shù)據(jù):

實(shí)驗(yàn)組

溫度/℃

起始量/mol

平衡量/mol

達(dá)平衡所需時(shí)間/min

CO

H2O

CO

H2

1

650

2

4

0.5

1.5

5

2

900

1

2

0.5

0.5

①實(shí)驗(yàn)1中,前5min的反應(yīng)速率v(H2O)=_____________。

②下列能判斷實(shí)驗(yàn)2已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是______________________

a.混合氣體的密度保持不變 b.容器內(nèi)CO、H2O、CO2、H2的濃度比不再變化

c.容器內(nèi)壓強(qiáng)不再變化 d..容器中氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間而變化

e. v(CO)=v(H2O)

③若實(shí)驗(yàn)3的容器是絕熱恒容的密閉容器,實(shí)驗(yàn)測(cè)得H2O(g)的轉(zhuǎn)化率H2O%隨時(shí)間變化的示意圖如左上圖所示,b點(diǎn)v_________v(填“<”、“=”或“>”)

(3)利用CO與H2可直接合成甲醇,右上圖是由“甲醇(CH3OH)一空氣”形成的綠色燃料電池的工作原理示意圖,b電極是該燃料電池的_________(選“正極”或“負(fù)極”);寫(xiě)出以石墨為電極的電池工作時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)式___________________________________。

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【題目】從海水中提取溴的工業(yè)流程如圖:

1)以上步驟I中已獲得游離態(tài)的溴,步驟II又將之轉(zhuǎn)變成化合態(tài)的溴,其目的是

2)步驟通入熱空氣或水蒸氣吹出Br2,利用了溴的 。

A.氧化性 B.還原性 C.揮發(fā)性 D.腐蝕性

3)以上流程中涉及的離子反應(yīng)如下,請(qǐng)?jiān)谙旅娣娇騼?nèi)填入適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)計(jì)量數(shù)及相應(yīng)物質(zhì):

Br2 + CO32- BrO3+ Br+

4)上述流程中吹出的溴蒸氣, 也可先用二氧化硫水溶液吸收,再用氯氣氧化后蒸餾,寫(xiě)出溴與二氧化硫水溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式: 。

5)實(shí)驗(yàn)室分離溴還可以用溶劑萃取法,下列可以用作溴的萃取劑的是 。

A.乙醇 B.四氯化碳 C.燒堿溶液 D.

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