CO2和CH4是兩種重要的溫室氣體,通過CH4和CO2反應(yīng)制造更高價值化學(xué)品是目前的研究目標(biāo)。
(1)250℃時,以鎳合金為催化劑,向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,發(fā)生如下反應(yīng):CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。平衡體系中各組分體積分?jǐn)?shù)如下表:
物質(zhì) | CH4 | CO2 | CO | H2 |
體積分?jǐn)?shù) | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.4 |
(1)①64 ②+247.3 kJ·mol-1
(2)①溫度超過250℃時,催化劑的催化效率降低
②增大反應(yīng)壓強(qiáng)或增大CO2的濃度
③3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++ 6Al3++2NO↑+16 H2O
(3)① ②CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-
解析試題分析:(1)①設(shè)消耗CH4物質(zhì)的量為x,則平衡時CH4、CO2、CO、H2物質(zhì)的量分別為(6-x)mol、(6-x)mol、2xmol、2xmol,由CH4體積分?jǐn)?shù)得,解得x=4。所以K= = =64。②由蓋斯定律得△H=(-890.3+2.8×2+566×2) kJ·mol-1=+247.3kJ·mol-1。(2)①溫度升高,催化劑活性降低。②CO2(g)+CH4(g)CH3COOH(l),增大壓強(qiáng)或增大二氧化碳?xì)怏w濃度,可以提高甲烷轉(zhuǎn)化率。③Cu2Al2O4中Cu為+1價,Cu2Al2O4與硝酸生成硝酸銅、硝酸鋁、NO和水,根據(jù)得失電子相等、電荷守恒、質(zhì)量守恒配平。(3)①CO2發(fā)生加聚反應(yīng)時,斷裂C=O雙鍵中的鍵,聚合得。②CO2在銅電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷,C的化合價由+4降為-4,發(fā)生還原反應(yīng),由電子和電荷守恒、質(zhì)量守恒寫出電極反應(yīng)式。
考點(diǎn): 化學(xué)平衡常數(shù) 蓋斯定律 化學(xué)平衡移動與轉(zhuǎn)化率 離子方程式 高聚物 電極反應(yīng)式的書寫
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,
(1)上圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1mol NH3(g)過程中能量變化示意圖,請寫出N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
(2)若已知下列數(shù)據(jù):
化學(xué)鍵 | H-H | N≡N |
鍵能/kJ·mol-1 | 435 | 943 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
(1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。已知:
CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2 kJ/mol
CH4(g)+CO2(g) ===2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4 kJ/mol
CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)硫鐵礦(FeS2)燃燒產(chǎn)生的SO2通過下列碘循環(huán)工藝過程既能制H2SO4,又能制H2。
已知1g FeS2完全燃燒放出7.1 kJ熱量,F(xiàn)eS2燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。
該循環(huán)工藝過程的總反應(yīng)方程式為 。
(3)電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。電解時,陽極的電極反應(yīng)式為 。
(4)用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH表示),NiO(OH)作為電池正極材料,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液,可制得高容量,長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應(yīng)為:
NiO(OH)+MHNi(OH)2+M
①電池放電時,正極的電極反應(yīng)式為 。
②充電完成時,Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2,O2擴(kuò)散到另一個電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗,從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸,此時,陰極的電極反應(yīng)式為 。
(5)Mg2Cu是一種儲氫合金。350℃時,Mg2Cu與H2反應(yīng),生成MgCu2和僅含一種金屬元素的氫化物(其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.077)。Mg2Cu與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
1)一種新型鋰電池是將化學(xué)式為Li4Ti5O12的物質(zhì)作為電池的正極材料,在放電的過程中變?yōu)榛瘜W(xué)式為Li4Ti5O12的物質(zhì)。
①Li4Ti5O12中Ti元素的化合價為 ,鋰電池的突出優(yōu)點(diǎn)是 。
②該鋰電池是一種二次電池,放電時的負(fù)極反應(yīng)式為 ,充電時的陽極反應(yīng)式為 。
(2)用氧化還原滴定法測定制備得到的TiO2試樣中的TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù):在一定條件下,將TiO2溶解并還原為Ti3+,再以KSCN溶液作為指示劑,用NH4Fe(SO4)2標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
①TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化學(xué)方程式為 。
②滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是 。
③滴定分析時,稱取TiO2試樣0.2g,消耗0.1mol·L-1 NH4Fe(SO4)2櫟準(zhǔn)溶液20ml.則TiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為____ 。
④若在滴定終點(diǎn),讀取滴定管刻度時,俯視標(biāo)準(zhǔn)溶液的液面,使其測定結(jié)果 (填“偏大”、“偏小”或“無影響”)o
(3)已知:
則TiCl4(I)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)的△H= KJ·mol-1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
I.下圖表示4個碳原子相互結(jié)合的方式。小球表示碳原子,小棍表示化學(xué)鍵,假如碳原子上其余的化學(xué)鍵都是與氫結(jié)合。
(1)圖中屬于烷烴的是 (填編號);屬于烯烴的是 (填編號);
(2)上圖中與B互為同分異構(gòu)體但不屬于同種類的物質(zhì)的是: 。(填編號)
II.課本“交流?研討”欄目有這樣一組數(shù)據(jù):破壞1mol氫氣中的化學(xué)鍵需要吸收436kJ能量;破壞1/2mol氧氣中的化學(xué)鍵需要吸收249kJ的能量;形成水分子中1 mol H—O鍵能夠釋放463kJ能量。
下圖表示氫氣和氧氣反應(yīng)過程中能量的變化,請將圖中①、②、③的能量變化的數(shù)值,填在下邊的橫線上。
① kJ;② kJ;③ kJ。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的支柱之一。
(1)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。
①下列反應(yīng)中,屬于放熱反應(yīng)的是___________(填序號)。
a. Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl混合攪拌
b. 高溫煅燒石灰石
c. 鋁與鹽酸反應(yīng)
②某同學(xué)進(jìn)行如下圖所示實(shí)驗(yàn),測量稀鹽酸與燒堿溶液中和反應(yīng)的能量變化。實(shí)驗(yàn)表明:反應(yīng)溫度升高,由此判斷該反應(yīng)是_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),其離子方程式是_______________。
(2)電能是現(xiàn)代社會應(yīng)用最廣泛的能源之一。
下圖所示的原電池裝置中,其負(fù)極是_____________________,正極上能夠觀察到的現(xiàn)象是____________________________,正極的電極反應(yīng)式是_________________________。
原電池工作一段時間后,若消耗鋅6.5g,則放出氣體__________g。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn),流程如下:
請回答下列問題:
(1)某科研小組研究:在其他條件不變的情況下,改變起始物氫氣的物質(zhì)的量,對反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示:(圖中T表示溫度,n表示物質(zhì)的量)
①圖像中T2和T1的關(guān)系是:T2 T1(填“>”、“<”、“=”或“無法確定”)。
②比較在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,N2的轉(zhuǎn)化率最高的是 (填字母)。
③要使反應(yīng)后氨的百分含量最大,則在起始體系中原料投料比n(H2)/n(N2) 3(填 “>”、“<”、“=”或“無法確定”)。若容器容積恒為1 L,起始狀態(tài)n(H2)="3" mol,反應(yīng)達(dá)到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為60%,則此條件下(T2),反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。(結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后兩位)
(2)已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+180.5 kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1
今有17 g氨氣,假設(shè)其經(jīng)催化氧化完全反應(yīng),生成一氧化氮?dú)怏w和水蒸氣,則該過程中所放出的熱量為 kJ。
(3)在裝置②中,NH3和O2從145℃就開始下列反應(yīng),在不同溫度和催化劑條件下生成不同產(chǎn)物(如下圖所示):
溫度較低時生成 為主,溫度高于900℃時,NO產(chǎn)率下降的可能原因是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:問答題
氮氧化合物是大氣污染的重要因素。
(1)汽車排放的尾氣中含NO,生成NO的反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(2)采取還原法,用炭粉可將氮氧化物還原。
已知: N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH=+180.6 kJ·mol-1
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
則反應(yīng) C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g) ΔH=________kJ·mol-1。
(3)將NO2變成無害的N2要找到適合的物質(zhì)G與適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)條件,G應(yīng)為 (填寫“氧化劑”或“還原劑”)。下式中X必須為無污染的物質(zhì),系數(shù)n可以為0。
NO2 + G N2 + H2O + nX(未配平的反應(yīng)式)。
下列化合物中,滿足上述反應(yīng)式中的G是 (填寫字母)。
a.NH3 b.CO2 c.SO2 d.CH3CH2OH
(4)治理水中硝酸鹽污染的方法是:
①催化反硝化法中,用H2將NO3-還原為N2,一段時間后,溶液的堿性明顯增強(qiáng)。則反應(yīng)的離子方程式為: 。
②在酸性條件下,電化學(xué)降解NO3-的原理如下圖,電源正極為: (選填“A”或“B”),陰極反應(yīng)式為: 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:計(jì)算題
金屬鐵用途廣泛,高爐煉鐵的總反應(yīng)為:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),請回答下列問題:
(1)一定溫度下,在體積固定的密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),可以判斷該反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡的是 。
A.密閉容器中總壓強(qiáng)不變 |
B.密閉容器中混合氣體的平均摩爾質(zhì)量不變 |
C.密閉容器中混合氣體的密度不變 |
D.c(CO)= c(CO2) |
溫度 | 250℃ ~ 600℃ ~ 1000℃ ~ 2000℃ |
主要成分 | Fe2O3 Fe3O4 FeO Fe |
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