【題目】低碳生活是生態(tài)文明的前提和基礎(chǔ),減少二氧化碳的排放是低碳的一個重要方面,因此,二氧化碳的減排已引起國際社會的廣泛關(guān)注。請回答下面二氧化碳回收利用的有關(guān)問題:

I.利用太陽能等可再生能源,通過光催化、光電催化或電解水制氫來進(jìn)行二氧化碳加氫制甲醇時發(fā)生的主要反應(yīng)是:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

(1)若二氧化碳加氫制甲醇反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明該反應(yīng)進(jìn)行到1,時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是____________(填字母編號)

(2)常壓下,二氧化碳加氫制甲醇反應(yīng)時的能量變化如圖1所示,則該反應(yīng)的△H=_____。

(3)2L恒容密閉容器ab中分別投入2molCO26molH2在不同溫度下進(jìn)行二氧化碳加氫制甲醇反應(yīng),各容器中甲醇的物質(zhì)的量與時間關(guān)系如圖2所示:

①若實驗a、實驗b的反應(yīng)溫度分別為T1、T2,則判斷T1_____T2 (選填”>”、“<”“=”)。若實驗b中改變條件時,反應(yīng)情況會由曲線b變?yōu)榍c,則改變的條件是________。

②計算實驗b條件下,0--10min段氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=_____mol/(L·min)。

③在實驗b條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_________。若平衡時向容器再充入1molCO23molH2,重新達(dá)平衡時,混合氣體中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)______30%(選填“>”“<”“=”)。

II.右圖是通過人工光合作用,以CO2H2O為原料制備HCOOHO2的原理示意圖。

(4)催化劑a表面發(fā)生的電極反應(yīng)式_________。

(5)標(biāo)準(zhǔn)狀況下每回收44.8LCO2轉(zhuǎn)移的的電子數(shù)為_______個。

(6)常溫下,0.1mol/LHCOONa溶液的pH10,則常溫下,HCOOH的電離常數(shù)Ka約為__________。

【答案】 bc -46kJ·mol-1 > 加入催化劑 0.225 (或5.33) > 2H2O - 4e- == O2↑+4H+ 2.408×10244NA 10-7

【解析】(1)a、t1甲醇的溶液仍在變小,故錯誤;b、t1時二氧化碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持恒定,說明反應(yīng)達(dá)到平衡,故正確;c、t1時,甲醇與二氧化碳的物質(zhì)的量之比保持恒定,達(dá)到平衡,故正確;d、t1時二氧化碳在減小,甲醇在增加,故末達(dá)到平衡,故錯誤,故選bc。(2)常壓下,二氧化碳加氫制甲醇反應(yīng)時的能量變化,該反應(yīng)的△H= 2914kJ·mol-1-2960kJ·mol-1=-46kJ·mol-1(3)①若實驗a、實驗b的反應(yīng)溫度分別為T1、T2,a先達(dá)到平衡,對應(yīng)的溫度高,則判斷T1>T2 ;若實驗b中改變條件時,反應(yīng)情況會由曲線b變?yōu)榍c,平衡不移動,則改變的條件是加入催化劑;②計算實驗b條件下,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),平衡時甲醇的物質(zhì)的量為1.5mol,氫氣的變化量為4.5mol,0--10min段氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)= = 0.225mol/(L·min)。③在實驗b條件下,

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)

n始/mol 2 6

n變/mol 1.5 4.5 1.5 1.5

n平/mol 0.5 1.5 1.5 1.5

c平/mol·L-1 0.25 0.75 0.75 0.75

該反應(yīng)的平衡常數(shù)為=5.33。若平衡時向容器再充入1molCO23molH2,相當(dāng)于加壓,平衡正向移動,重新達(dá)平衡時,混合氣體中甲醇的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)>30%。(4)催化劑a表面由圖可知水失電子生成氧氣,發(fā)生的電極反應(yīng)式: 2H2O - 4e- == O2↑+4H+ ;5HCOOH中碳為+2價,CO2中碳為+4價,標(biāo)準(zhǔn)狀況下每回收44.8LCO2轉(zhuǎn)移的的電子數(shù)為 =2.408×1024個。(6)常溫下,0.1mol·L-1的HCOONa溶液pH為10,溶液中存在HCOO水解HCOO+H2OHCOOH+OH,故Kh==10-7,則HCOOH的電離常數(shù)Ka=Kw/Kh=10-14/10-7=10-7。

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】部分弱酸的電離平衡常數(shù)如下表:

弱酸

HCOOH

HClO

電離平衡常數(shù)

1室溫下 溶液的pH由大到小的關(guān)系為______

2濃度均為的混合溶液中, 、、、濃度從大到小的順序為______

3少量通入到過量的NaClO溶液中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式______

4常溫下, HCOOH溶液與NaOH溶液等體積混合后,溶液中離子濃度由大到小的順序為______

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CaSO4·2H2O受熱會逐步失去結(jié)晶水。取純凈的CaSO4·2H2O固體3.44 g進(jìn)行加熱,測定固體質(zhì)量隨溫度的變化情況如右圖所示。C點固體的化學(xué)式是________________。T3T4溫度段加熱固體所產(chǎn)生的氣體是形成酸雨的主要物質(zhì)之一,則D~E段發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】標(biāo)準(zhǔn)狀況下V L氨氣溶解在1 L水中(水的密度近似為1 g·mL1),所得溶液的密度為ρ g·mL1,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為w,物質(zhì)的量濃度為c mol·L1,則下列關(guān)系中不正確的是

A. ρ B. w

C. w D. c

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【題目】I.甘肅馬家密遺址出土的青銅刀是我國最早治煉的青銅器,由于時間久遠(yuǎn),其表面有一層綠銹”,“綠銹俗稱銅録,是銅和空氣中的水蒸氣、CO2、O2作用產(chǎn)生的,化學(xué)式為[Cu2(OH)2CO3],“銅綠能跟酸反應(yīng)生成銅鹽、CO2H2O。某同學(xué)利用以下反應(yīng)實現(xiàn)了銅綠→……→的轉(zhuǎn)化。

(1)從物質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)看,銅綠屬于______(填字母)。

A.酸 B.堿 C.鹽 D.氧化物

(2)寫出B的化學(xué)式____________。

(3)請寫出銅録與鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式________________________。

(4)上述轉(zhuǎn)化過程中屬于化合反應(yīng)的是_______________(填序號)

II.膠體是一種常見的分散系,回答下列問題。用Fe(OH)3膠體進(jìn)行下列實驗:

(5)將其裝入U型管中,用石墨電極接通直流電,通電一段時間后,發(fā)現(xiàn)陰極附近的顏色_______這說明_________,這種現(xiàn)象稱為____________________________

(6)向其中滴入過量稀硫酸,現(xiàn)象是___________其原因是______________________。

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【題目】25℃時在10mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/LHCl溶液,溶液中含碳微粒的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨溶液pH的變化如下圖所示(CO2因逸出未畫出,忽略因氣體逸出引起的溶液體積變化),下列說法正確的是

A. A點時,溶液中c(Na+)+c(H+)=c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)

B. B點時,溶液中c(Na+)>c(CO32-)=c(HCO3-)>(H+)>c(OH-)

C. C點時,溶液中濃度最大的離子是 Na+

D. D點時,溶液的pH7,溶液的總體積為20mL

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【題目】下列關(guān)于硅及其化合物的說法中,正確的是( )

A.硅是常用的半導(dǎo)體材料,可用于制造光導(dǎo)纖維B.二氧化硅是酸性氧化物,故不與任何酸反應(yīng)

C.硅酸是一種二元弱酸,其酸性強于碳酸D.制造普通玻璃的主要原料是純堿、石灰石和石英

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【題目】用鋅片和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時,為加快生成氫氣的速率,下列措施不適宜的是

A. 對該反應(yīng)體系加熱 B. 加入硝酸銅固體

C. 改用粗鋅 D. 不用鋅片,改用鋅粉

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(1)下列儀器使用前必須檢查是否漏水的有_________(填序號)。

A.容量瓶 B.蒸餾燒瓶 C.分液漏斗 D.量筒 E.蒸發(fā)皿

(2)實驗室用Na2CO3·10H2O晶體配制0.5mol/L的Na2CO3溶液970mL,應(yīng)選用的容量瓶的規(guī)格___________,應(yīng)稱量多少克Na2CO3·10H2O晶體_____。

(3)某學(xué)生欲用10mol·L-1濃鹽酸和蒸餾水配制500mL物質(zhì)的量濃度為5mol·L-1的稀鹽酸。則所需要濃鹽酸體積為___mL,配制過程中正確的操作順序是(字母表示,每個字母只能用一次)_________

A.用少量水洗滌燒杯2~3次,洗滌液均注入容量瓶,振蕩

B.用量筒量取所需濃鹽酸,沿玻璃棒倒入燒杯中,再加入少量水,用玻璃棒慢慢攪動,使其混合均勻

C.將已冷卻的鹽酸沿玻璃棒注入500mL容量瓶中

D.將容量瓶蓋緊,振蕩,搖勻

E.改用膠頭滴管加水,使溶液凹面恰好與刻度相切

F.繼續(xù)往容量瓶內(nèi)小心加水,直到液面接近刻度1~2cm處

(4)配制一定體積、一定物質(zhì)的量濃度的溶液,實驗結(jié)果偏高影響的是_______

A.容量瓶中原有少量水 B.溶解所用燒杯未洗滌 C.定容時仰視觀察刻度線 D.定容時俯視觀察刻度線

(5)下圖是某同學(xué)在實驗室配制該NaCl溶液的過程示意圖,其中有錯誤的是______(填操作序號)。

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