【題目】CCuS是一種二氧化碳的捕獲、利用與封存的技術(shù),這種技術(shù)可將CO2資源化, 產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳有機(jī)物,主要有以下反應(yīng):

反應(yīng)ICO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g) H1=49.8kJ·mol1

反應(yīng)IICH3OCH3(g)H2O(g) 2CH3OH(g) H2=23.4kJ·mol1

反應(yīng)III2CO2(g)6H2(g) CH3OCH3(g)3H2O(g) H3

1)△H3=_____________kJ·mol1

2)恒溫恒容條件下,在密閉容器中通人等物質(zhì)的量的CO2H2,發(fā)生反應(yīng)I。下列描述能說(shuō)明反應(yīng)I達(dá)到平衡狀態(tài)的是_______(填序號(hào))。

A.容器內(nèi)的混合氣體的密度保持不變B.反應(yīng)體系總壓強(qiáng)保持不變

C.CH3OHCO2的濃度之比保持不變D.斷裂3NA個(gè)H-O鍵同時(shí)斷裂2NA個(gè)C=O

3)反應(yīng)II在某溫度下的平衡常數(shù)為0.25,此溫度下,在密閉容器中加人等物質(zhì)的量的 CH3OCH3(g)H2O(g),反應(yīng)到某時(shí)刻測(cè)得各組分濃度如下:

物質(zhì)

CH3OCH3(g)

H2O(g)

CH3OH(g)

濃度/mol·L1

1.6

1.6

0.8

此時(shí) ___(填“>”、“<”“=”),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),混合氣體中CH3OH 體積分?jǐn)?shù) V(CH3OH)%= _____%。

4)在某壓強(qiáng)下,反應(yīng)III在不同溫度、不同投料比時(shí),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率如圖所示。T1溫度下,將6 mol CO212 mol H2充入3 L的密閉容器中,10 min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),則0-10 min內(nèi)的平均反應(yīng)速率V(CH3OCH3)=____。

5)恒壓下將CO2和氏按體積比1 3混合,在 不同催化劑作用下發(fā)生反應(yīng)I和反應(yīng)III,在相同的時(shí)間段內(nèi)CH3OH的選擇性和產(chǎn)率隨溫度的變化如下圖。

其中:CH3OH的選擇性=×100%

230℃,CH3OH產(chǎn)率隨溫度升高而下降的原因是________。

②在上述條件下合成甲醇的工業(yè)條件是_________。

A. 230℃ B. 210℃ C.催化劑 CZT D.催化劑 CZ(Zr-1)T

【答案】-123.0 BCD = 20 反應(yīng)H<0,溫度升高,使CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率下降 AD

【解析】

1)根據(jù)蓋斯定律計(jì)算;

2)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),v=v,容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量等于以g/mol為單位的平均摩爾質(zhì)量,據(jù)此分析;

3)計(jì)算濃度商與平衡常數(shù)進(jìn)行比較判斷平衡移動(dòng)方向;體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù);

4)根據(jù)計(jì)算;

5)①反應(yīng)放熱,溫度升高平衡左移;

②根據(jù)圖表分析選擇合適的溫度和催化劑;

1)由反應(yīng)ICO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g) H1=49.8kJ·mol1

反應(yīng)IICH3OCH3(g)H2O(g) 2CH3OH(g) H2=23.4kJ·mol1

可知反應(yīng)Ⅲ=I×2-II,所以△H3=49.8kJ·mol1×2-23.4kJ·mol1=-123.0 kJ·mol1;

故答案為:-123.0;

2A.容器內(nèi)的氣體體積不變,質(zhì)量不變,故密度一直不變,故A錯(cuò)誤;

B.平衡正向移動(dòng)時(shí)氣體體積減小,壓強(qiáng)減小,所以壓強(qiáng)不變時(shí)說(shuō)明反應(yīng)達(dá)到平衡,故B正確;

C.平衡移動(dòng)時(shí)CH3OHCO2的濃度變化不一致,所以當(dāng)比值不變時(shí),說(shuō)明反應(yīng)平衡,故C正確;

D.斷裂3NA個(gè)H-O鍵,有1molCH3OH1mol H2O參加反應(yīng),同時(shí)斷裂2NA個(gè)C=O鍵,有1mol CO2參加反應(yīng),正反應(yīng)速率等于逆反應(yīng)速率,故D正確;

故答案為:BCD。

3)濃度商Q==K,故此時(shí)達(dá)到平衡, =;體積分?jǐn)?shù)等于物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),同一容器中可用濃度代替,故V(CH3OH)%=0.8÷(0.8+1.6+1.6)=20%,

故答案為:=;20

4)根據(jù)圖表可知T1溫度下投料比為2時(shí),CO2轉(zhuǎn)化率為60%,容器體積為3L,初始濃度c(CO2)=6mol÷3L=2mol/L,c(H2)=12mol÷3L=4 mol/L,CO2轉(zhuǎn)化率為60%,即反應(yīng)了1.2 mol/L,則生成0.6 mol/L,反應(yīng)速率,

故答案為;

5)①生成甲醇的反應(yīng)為放熱反應(yīng),溫度升高平衡左移,

故答案為:反應(yīng)H<0,溫度升高,使CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率下降;

②溫度不能太低,溫度太低反應(yīng)速率慢,溫度也不能過(guò)高,過(guò)高產(chǎn)率降低,合適溫度為230℃;從圖表分析催化劑 CZ(Zr-1)T的效果更好,

故答案為AD。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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【題目】某化學(xué)小組用如圖所示裝置驗(yàn)證鹵素單質(zhì)氧化性的相對(duì)強(qiáng)弱。下列說(shuō)法不正確的是(

A.A處棉花球變成黃色,說(shuō)明Cl2的氧化性比Br2強(qiáng)

B.B處棉花球變成藍(lán)色,說(shuō)明Br2的氧化性比I2強(qiáng)

C.A處發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為:Cl2+2Br-=2Cl-+Br2

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A.NaClO2的漂白原理與SO2相同

B.反應(yīng)I中氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物物質(zhì)的量比為4:3

C.反應(yīng)IIH2O2做氧化劑

D.實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行蒸發(fā)操作通常在坩堝中進(jìn)行

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【題目】BrF3是應(yīng)用最廣泛的一種鹵素互化物,還是一種很好的溶劑,它能與H2O反應(yīng)生成Br2、HBrO3、O2HF。下列說(shuō)法正確的是(

A.該反應(yīng)中,有三種元素化合價(jià)發(fā)生改變

B.該反應(yīng)的還原劑為BrF3,氧化產(chǎn)物為O2

C.生成0.1molO2,有0.4mole-轉(zhuǎn)移

D.0.9molBrF3參加反應(yīng),被H2O還原的BrF30.4mol

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【題目】鐵、銅及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。

1)在潮濕空氣中,鋼鐵發(fā)生電化學(xué)腐蝕轉(zhuǎn)化為Fe(OH)2的反應(yīng)方程式為_______。在含有等濃度硫酸溶液的下列裝置中,鐵腐蝕的速率由快到慢的順序是____________(用序號(hào)填寫(xiě))。

2)已知:①3Fes+2O2g=Fe3O4sH=-1118 kJ·mol-1

2Als+3/2O2g=A12O3sH=-1675.7 kJ·mol-1

則焊接鋼軌時(shí)鋁與Fe3O4發(fā)生反應(yīng)生成鐵和Al2O3的熱化學(xué)方程式為______________。

3Na2FeO4具有強(qiáng)氧化性,其電解制法如圖所示,請(qǐng)寫(xiě)出陽(yáng)極的電極反應(yīng)式______。Na2FeO4是一種既能殺菌、消毒,又能絮凝凈水的水處理劑,其原理是______________。

4)工業(yè)上常用FeCl3溶液腐蝕印刷線路板,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是____________。若腐蝕銅板后的溶液中,Cu2+、Fe3+Fe2+濃度均為01 mol·L-1,結(jié)合下圖分析,當(dāng)混合溶液中通入氨氣調(diào)節(jié)溶液的pH=56時(shí),溶液中存在的金屬陽(yáng)離子為____。從圖中數(shù)據(jù)計(jì)算Fe(OH)2的溶度積Ksp[Fe(OH)2]=______。

已知:橫坐標(biāo)為溶液的pH,縱坐標(biāo)為金屬離子的物質(zhì)的量濃度的對(duì)數(shù)(當(dāng)溶液中金屬離子濃度10-5mol·L-1時(shí),可認(rèn)為沉淀完全)。

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【題目】如下圖所示,H1=393.5 kJmol-1,H2=395.4 kJmol-1,下列說(shuō)法或表示式正確的是(

A. Cs、石墨)==Cs、金剛石)H=+1.9kJmol-1

B. 石墨和金剛石的轉(zhuǎn)化是物理變化

C. 金剛石的穩(wěn)定性強(qiáng)于石墨

D. 1 mol石墨的總鍵能比1 mol金剛石的總鍵能小1.9 kJ

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】FeCl3在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛,某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)流程制備無(wú)水FeCl3。經(jīng)查閱資料得知:無(wú)水FeCl3在空氣中易潮解,加熱易升華。他們?cè)O(shè)計(jì)了制備無(wú)水FeCl3的實(shí)驗(yàn)方案,裝置示意圖及操作步驟如下:

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

1)裝置Ag管的作用是___;裝置B中的試劑是___;E處左方選用較粗玻璃管的原因是___;裝置F中盛堿石灰干燥管的作用是___。

2)檢驗(yàn)裝置的氣密性;點(diǎn)燃A處的酒精燈。寫(xiě)出裝置A中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式___。

當(dāng)h中充滿(mǎn)黃綠色氣體時(shí)點(diǎn)燃D處鐵屑下方的酒精燈。反應(yīng)結(jié)束,將收集器h密封。

3)檢驗(yàn)收集器h收集到的是FeCl3而木是FeCl2步驟是:①取收集器中的少量樣品溶于少量濃鹽酸,加水稀釋?zhuān)瑢⑷芤悍譃閮煞;②一份溶液檢驗(yàn)出三價(jià)鐵離子;③另一份溶液不能檢驗(yàn)出二價(jià)鐵離子。

①中鹽酸的作用是___;②中檢驗(yàn)出三價(jià)鐵離子的離子方程式___。③檢驗(yàn)無(wú)二價(jià)鐵離子的方法是___。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖為原電池裝置示意圖。

(1)將鋁片和銅片用導(dǎo)線相連,一組插入濃硝酸中,一組插入燒堿溶液中,分別形成了原電池,在這兩個(gè)原電池中,作負(fù)極的分別是________(填字母)。

A.鋁片、銅片 B.銅片、鋁片

C.鋁片、鋁片 D.銅片、銅片

寫(xiě)出插入燒堿溶液中形成的原電池的負(fù)極反應(yīng)式:______________________________。

(2)APb,BPbO2,電解質(zhì)為H2SO4溶液,工作時(shí)的總反應(yīng)為PbPbO22H2SO4===2PbSO42H2O。寫(xiě)出B電極反應(yīng)式:__________________________;該電池在工作時(shí),A電極的質(zhì)量將________(增加”“減小不變”)。若該電池反應(yīng)消耗了0.1 mol H2SO4,則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為________。

(3)A、B均為鉑片,電解質(zhì)為KOH溶液,分別從A、B兩極通入H2O2,該電池即為氫氧燃料電池,寫(xiě)出A電極反應(yīng)式:___________________________________;該電池在工作一段時(shí)間后,溶液的堿性將________(增強(qiáng)”“減弱不變”)。

(4)A、B均為鉑片,電解質(zhì)為H2SO4溶液,分別從A、B兩極通入CH4O2,該電池即為甲烷燃料電池,寫(xiě)出A電極反應(yīng)式:___________________________________;若該電池反應(yīng)消耗了6.4CH4,則轉(zhuǎn)移電子的數(shù)目為________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】1 L密閉容器中,把1mol A1 mol B混合發(fā)生如下反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g),當(dāng)反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),生成0.4 mol D,并測(cè)得C的平衡濃度為0.4 mol/L,下列敘述中不正確的是(

A.x的值為2B.A的轉(zhuǎn)化率為40%

C.B的平衡濃度為0.8 mol/LD.D的體積分?jǐn)?shù)為20%

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