【題目】“低碳資源”正成為科學(xué)家研究的主要課題,為了減少空氣中的溫室氣體,并且充分利用二氧化碳資源,科學(xué)家們設(shè)想了一系列捕捉和封存二氧化碳的方法。

(1)有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:

6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H=-76.0kJ·mol-1

①己知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol-1

則反應(yīng):3FeO(s)+H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=______________。

(2)用氨水捕集煙氣中的CO2生成銨鹽是減少CO2排放的可行措施之一。

①分別用不同pH的吸收剤吸收煙氣中的CO2,CO2脫除效率與吸收劑的pH關(guān)系如下圖所示,若煙氣中CO2的含量(體積分?jǐn)?shù))為12%,煙氣通入氨水的流量為0.052 m3·h-1(標(biāo)準(zhǔn)狀況),用pH為12.81的氨水吸收煙氣30min,脫除的CO2的物質(zhì)的量最多為_________ (精確到0.01)。

②通常情況下溫度升高,CO2脫除效率提高,但高于40℃時,脫除CO2效率降低的主要原因是_________________ 。

(3)一定條件下,Pd-Mg/SiO2催化劑可使CO2“甲烷化”從而變廢為寶,其反應(yīng)機理如下圖所示。

①該反應(yīng)的化學(xué)方程式為___________________;反應(yīng)過程中碳元素的化合價為-2價的中間體是__________________________

②向一容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃時發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為CO2:0.2mol·L-1、H2:0.8 mol·L-1、CH4:0.8 mol·L-1、H2O:1.6 mol·L-1,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為___________________。

③己知該反應(yīng)正反應(yīng)放熱,現(xiàn)有兩個相同的恒容絕熱(與外界無熱量交換)密閉容器Ⅰ、Ⅱ,在Ⅰ中充入1molCO2和4molH2,在Ⅱ中充入1molCH4和2molH2O(g),300℃下開始反應(yīng)。達(dá)到平衡時,下列說法正確的是_____________(填字母)。

A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反應(yīng)速率相同

B.容器Ⅰ、Ⅱ中CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同

C.容器Ⅰ中CO2的物質(zhì)的量比容器Ⅱ中的多

D.容器Ⅰ中CO2的轉(zhuǎn)化率與容器Ⅱ中CH4的轉(zhuǎn)化率之和小于1

【答案】 +18.7kJ·mol-1 0.13mol 碳酸氫銨受熱分解生成二氧化碳,氨水受熱揮發(fā) CO2+4H2CH4+2H2O MgOCH2 80% CD

【解析】(1) 6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H=-76.0kJ·mol-1,C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g)△H=+113.4kJ·mol-1,根據(jù)蓋斯定律,兩個熱化學(xué)方程式相加除以2得3FeO(s)+H2O(g)=Fe3O4(s)+H2(g)△H= +18.7kJ·mol-1;正確答案:+18.7kJ·mol-1。

(2) ①二氧化碳的脫除效率與氨水pH的關(guān)系為:溶液的堿性越大,吸收效率越高,故二氧化碳脫除效率隨氨水pH增大而增加。30min流入氨水的體積為1/2×0.052×103=26L,根據(jù)CO2+NH3H2O=NH4HCO3反應(yīng),可知n(NH3)=n(CO2),相同條件下體積之比等于物質(zhì)的量之比,則標(biāo)準(zhǔn)狀況,吸收的二氧化碳的體積為26×91.6%×12%=2.86L,二氧化碳的物質(zhì)的量為2.86/22.4=0.13mol;正確答案:0.13 mol。

②從40~50℃,二氧化碳脫除效率降低的原因是碳酸氫銨受熱分解生成二氧化碳,氨水受熱揮發(fā);正確答案:碳酸氫銨受熱分解生成二氧化碳,氨水受熱揮發(fā)。

(3)①據(jù)信息:一定條件下Pd-Mg/SiO2催化劑可使CO2“甲烷化”,反應(yīng)的方程式為: CO2+4H2CH4+2H2O反應(yīng)過程中碳元素的化合價為-2價的中間體是MgOCH2 ;正確答案CO2+4H2CH4+2H2OMgOCH2

②根據(jù)CO2+4H2CH4+2H2O反應(yīng)可知,甲烷的變化濃度為0.8 mol·L-1,則二氧化碳的變化濃度為0.8 mol·L-1,二氧化碳起始濃度為0.2+0.8=1 mol·L-1,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為0.8/1×100%=80%;正確答案:80%。

③容器中從正反應(yīng)開始到達(dá)平衡,容器中從逆反應(yīng)開始到達(dá),平衡建立的途徑不相同,無法比較反應(yīng)速率,A錯誤;如果兩個密閉容器為恒溫恒容,兩個反應(yīng)達(dá)平衡后為等效平衡,CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同;但是容器Ⅰ反應(yīng)發(fā)生后,由于恒容絕熱,反應(yīng)放熱體系溫度升高,平衡左移,所以容器Ⅰ甲烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)大于容器Ⅱ中CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),B錯誤;容器中所到達(dá)的平衡狀態(tài),相當(dāng)于在容器中平衡的基礎(chǔ)上降低溫度,平衡向正反應(yīng)移動,故容器中CO2的物質(zhì)的量比容器中的多,C正確;溫度相同時,容器I中CO 的轉(zhuǎn)化率與容器中CO2的轉(zhuǎn)化率之和等于1,容器中所到達(dá)的平衡狀態(tài)相當(dāng)于在容器中平衡的基礎(chǔ)上降低溫度,平衡向正反應(yīng)移動,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率比兩容器相同溫度時容器中CO2的轉(zhuǎn)化率低,故容器中CO 的轉(zhuǎn)化率與容器中CO2的轉(zhuǎn)化率之和小于1,D正確正確選項CD。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】碳酸鈉和碳酸氫鈉是生活中常見的物質(zhì),請回答下列問題。

(1)碳酸氫鈉的俗稱是_________,其水溶液顯_____性。(填“酸”、“堿”或“中”)。

(2)碳酸氫鈉可治療胃酸(0.2%~0.4%的鹽酸)過多,反應(yīng)的離子方程式____________。等物質(zhì)的量的碳酸鈉和碳酸氫鈉分別與足量鹽酸反應(yīng)時生成CO2的量,前者________后者(填“>”、“<”或“=”)。

(3)除去碳酸鈉固體中碳酸氫鈉的反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________________。

(4)硫酸亞鐵是缺鐵性貧血的治療藥物,可用于制備鐵鹽,實驗室檢驗Fe3+的方法是:向溶液中滴入幾滴_________________溶液,觀察溶液是否變?yōu)檠t色。向FeSO4溶液中加入NaOH溶液通常得不到白色的Fe(OH)2沉淀,其原因是_________________________(用化學(xué)方程式回答)。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】熒光棒的發(fā)光原理是利用過氧化氫氧化某草酸二酯產(chǎn)生能量傳遞給熒光物質(zhì)發(fā)出熒光。該草酸二酯的結(jié)構(gòu)簡式如下圖所示。下列有關(guān)該草酸二酯的說法不正確的是

A. 分子中含有一種含氧官能團

B. 苯環(huán)上的一溴代物只有一種

C. 可以發(fā)生取代反應(yīng)和加成反應(yīng)

D. lmol草酸二酯與NaOH溶液反應(yīng)最多消耗4mol NaOH

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法不正確的是( )

A. 在常溫、常壓下,11.2 L N2含有的分子數(shù)為0.5NA

B. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,22.4 L H2和O2的混合氣體所含分子數(shù)為NA

C. 18 g H2O的物質(zhì)的量是1mol

D. 標(biāo)況下,1 mol SO2的體積是22.4 L

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】0.1mol·L-1KOH溶液滴定20mL0.1mol·L-1H2A溶液的滴定曲線如圖所示(曲線上的數(shù)字為pH)。已知pKa=-lgKa,25℃時H2ApKa1=1.85,pKa2=7.19。下列說法正確的是( )

A. a點所得溶液中:2c(H2A)+c(A2-)=0.1mol/L

B. b點所得溶液中:2c(H2A)+c(H+)=c(A2-)+c(OH-)

C. c點所得溶液中:c(K+)<3c(HA-)

D. d點所得溶液中A2-第一級水解平衡常數(shù)為10-6.81

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】藥物F具有抗腫瘤、降血糖、降血壓等多種生物活性,其合成路線如下:

已知:M的結(jié)構(gòu)簡式為:。

請回答下列問題:

(1)A的化學(xué)名稱是______________________。

(2)C中官能團的名稱是_________________________。

(3)寫出F的結(jié)構(gòu)簡式____________________________

(4)已知A在一定條件下能生成可降解的聚酯,請寫出該反應(yīng)化學(xué)方程式:_________________

(5)滿足下列條件的M的同分異構(gòu)體有_____種(不含立體異構(gòu))。

①能夠發(fā)生銀鏡反應(yīng)。

②含有硝基(-NO2),且硝基直接連在苯環(huán)上。

③含有苯環(huán)且苯環(huán)上只有兩個取代基。

其中核磁共振氫譜為四組峰且峰面積之比為6:2:2:1的結(jié)構(gòu)簡式為______________(寫出一種即可)。

(6)寫出用乙醛為原料制備高分子化合物聚丙烯腈的合成路線(無機試劑任選):_____________。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】設(shè)某元素的原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)為m,中子數(shù)為n,則下述論斷正確的是( )

A. 不能由此確定該元素的相對原子質(zhì)量

B. 這種元素的相對原子質(zhì)量為(m+n)g

C. 碳原子質(zhì)量為wg,此原子的質(zhì)量為(m+n)wg

D. 核內(nèi)中子的總質(zhì)量小于質(zhì)子的總質(zhì)量

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】以C2H2為原料合成環(huán)丁烯類化合物L(fēng)的路線如下:

(1)A由碳、氫、氧三種元素組成,相對分子質(zhì)量是30,則A的名稱為____________

(2)B分子中的碳原子都在同一直線上,B的結(jié)構(gòu)簡式為________________

(3)C→D、J→K的反應(yīng)類型分別為________________、________________。

(4)設(shè)計C→D、E→F兩步反應(yīng)的目的是________________________。

(5)G和H生成I的化學(xué)方程式為______________________

(6)化合物X是I的同分異構(gòu)體,可與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng),且能與NaHCO3溶液反應(yīng)放出CO2,X共有__種(不考慮立體異構(gòu));其中核磁共振氫譜為五組峰,峰面積比為2:2:2:1:1的結(jié)構(gòu)簡式為____________________。

(7)寫出用和乙炔為原料制備的合成路線(其他試劑任選)_____。

查看答案和解析>>

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】小明最近去醫(yī)院做了體檢,得到的血液化驗單中標(biāo)有葡萄糖5.9×103mol/L,正常值為3.96.1×103mol/L表示該體檢指標(biāo)的物理量是(

A.物質(zhì)的量(n)B.物質(zhì)量的濃度(c)C.溶解度(s)D.摩爾質(zhì)量(M)

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案