【題目】CO2既是溫室氣體,也是重要的化工原料,二氧化碳的捕捉和利用是我國能源領(lǐng)域的一個重要戰(zhàn)略方向。
(1)用活性炭還原法可以處理汽車尾氣中的氮氧化物,某研究小組向某密閉容器加入足量的活性炭和一定量的NO,發(fā)生反應(yīng)C(s)+ 2NO(g) N2(g)+CO2(g) △H,在T1℃時,反應(yīng)進(jìn)行到不同時間測得各物質(zhì)的量濃度如下:
濃度/(mol/L)/\時間/min | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 |
NO | 2.0 | 1.16 | 0.40 | 0.40 | 0.6 |
N2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
CO2 | 0 | 0.42 | 0.80 | 0.80 | 1.2 |
①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析T1℃時,該反應(yīng)在0~10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=____________mol·L-1·min-1;計算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=_____________。
②若30min后只改變某一條件,據(jù)上表中的數(shù)據(jù)判斷改變的條件可能是____________(填字母編號)。
A.加入合適的催化劑 B.適當(dāng)縮小容器的體積
C.通入一定量的NO D.加入一定量的活性炭
③若30min后升高溫度至T2℃,達(dá)到平衡時,容器中NO、N2、CO2的濃度之比為2:3:3,則達(dá)到新平衡時NO的轉(zhuǎn)化率___________(填“升高”或“降低”),△H______0(填“>”或“<”)。
(2)工業(yè)上用CO2和H2反應(yīng)合成二甲醚。已知:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H1=-49.1 kJ·mol-1
2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2=-24.5 kJ·mol-1
寫出CO2(g)和H2(g)轉(zhuǎn)化為CH3OCH3(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式_______________。
(3)二甲醚燃料電池具有能量轉(zhuǎn)化率高、電量大的特點而被廣泛應(yīng)用,一種二甲醚氧氣電池(電解質(zhì)為KOH溶液)的負(fù)極反應(yīng)式為:_________________________。
(4)常溫下,用NaOH溶液作CO2捕捉劑不僅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工產(chǎn)品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH=10 的溶液,則溶液中c(CO32-)∶c(HCO3-)=_______________。[常溫下K1(H2CO3)=4.4×10-7、 K
②欲用2LNa2CO3溶液將4.66gBaSO4 固體全都轉(zhuǎn)化為BaCO3,則所用的Na2CO3溶液的物質(zhì)的量濃度至少為__________________________。[已知:常溫下Ksp(BaSO4)=1×10-11,Ksp(BaCO3)=1×10-10]。(忽略溶液體積的變化)
【答案】 0.042 4.0 BC 降低 < 2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=-122.7 kJ·mol-1 CH3OCH3 -12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O 1:2或0.5 0.11mol/L
【解析】試題分析:本題考查化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡常數(shù)的計算,外界條件對化學(xué)平衡的影響,蓋斯定律的應(yīng)用,燃料電池電極反應(yīng)式的書寫,電離平衡常數(shù)的計算,與溶度積有關(guān)的計算。
(1)①在0~10min內(nèi)的平均反應(yīng)速率υ(N2)=(0.42mol/L-0mol/L)10min=0.042mol/(L·min)。20min~30min各物質(zhì)的物質(zhì)的量濃度不變,說明反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡,即平衡時NO、N2、CO2物質(zhì)的量濃度依次為0.40mol/L、0.80mol/L、0.80mol/L,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=[c(N2)·c(CO2)]/c2(NO)==4。
②30min后改變一個條件,40min時NO、N2、CO2的濃度都變?yōu)?/span>30min時的1.5倍。A項,加入合適的催化劑,平衡不移動,各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度不變,不可能;B項,適當(dāng)縮小容器的體積,平衡不移動,但各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度成比例增大,可能;C項,通入一定量的NO,由于C是固體,相當(dāng)于增大壓強(qiáng),平衡不移動,但各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度成比例增大,可能;D項,加入一定量的活性炭,由于C是固體,平衡不移動,各物質(zhì)物質(zhì)的量濃度不變,不可能;答案選BC。
③30min時NO、N2、CO2的濃度之比為0.40:0.80:0.80=1:2:2,升高溫度NO、N2、CO2的濃度之比為2:3:3,即升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動,則達(dá)到新平衡時NO的轉(zhuǎn)化率降低,逆反應(yīng)為吸熱反應(yīng),ΔH0。
(2)將反應(yīng)編號,
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.1 kJ·mol-1(①式)
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5 kJ·mol-1(②式)
應(yīng)用蓋斯定律,①式2+②式得2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=2ΔH1+ΔH2=2(-49.1kJ/mol)+(-24.5kJ/mol)=-122.7kJ/mol,反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)ΔH=-122.7kJ/mol。
(3)二甲醚氧氣電池中電解質(zhì)為KOH溶液,負(fù)極二甲醚被氧化成CO32-,1mol二甲醚失去12mol電子,負(fù)極反應(yīng)式為CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O。
(4)①H2CO3的電離方程式為H2CO3H++HCO3-、HCO3-H++CO32-,K2(H2CO3)=[c(H+)·c(CO32-)]/c(HCO3-),則c(CO32-):c(HCO3-)= K2(H2CO3)/c(H+)=510-11(110-10)=1:2。
②n(BaSO4)==0.02mol,沉淀轉(zhuǎn)化的離子方程式為BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq),該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=c(SO42-)/c(CO32-)=Ksp(BaSO4)/Ksp(BaCO3)=110-11(110-10)=0.1;根據(jù)離子方程式,當(dāng)BaSO4固體全部轉(zhuǎn)化時消耗CO32-物質(zhì)的量為0.02mol,生成的SO42-物質(zhì)的量為0.02mol,溶液中c(SO42-)=0.02mol2L=0.01mol/L,溶液中c(CO32-)= c(SO42-)/K=0.01mol/L0.1=0.1mol/L;所用Na2CO3物質(zhì)的量濃度至少為0.02mol2L+0.1mol/L=0.11mol/L。
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【題目】在25℃時,將兩個鉑電極插入一定量的飽和Na2SO4溶液中進(jìn)行電解,通電一段時間后在陽極逸出a mol氣體,同時析出w克Na2SO4·10H2O晶體,若溫度不變,此時剩余溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是
A. ×100% B. ×100%
C. ×100% D. ×100%
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【題目】已知NaHSO3溶液顯酸性,溶液中存在以下平衡:HSO3-+H2OH2SO3+OH- ① HSO3-H++SO32- ②向 0.1 mol·L-1的NaHSO3溶液中分別加入以下物質(zhì),下列有關(guān)說法正確的
A. 加入少量金屬 Na,平衡①左移,平衡②右移,溶液中 c(HSO3-)增大
B. 加入少量NaOH溶液,c(SO32-)/c(HSO3-)、c(OH-)/c(H+)的值均增大
C. 加入少量Na2SO3 固體,則 c(H+)+c(Na+)=c(HSO3-)+c(OH-)+1/2c(SO32-)
D. 加入氨水至中性,則 2c(Na+)=c(SO32-)>c(H+)=c(OH-)
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【題目】下列關(guān)于有機(jī)化合物的說法正確的是
A. 水、乙醇、乙酸都屬于弱電解質(zhì)
B. 苯與氯氣生成的反應(yīng)屬于取代反應(yīng)
C. 分子式為C9H12的芳香烴共有8種
D. 淀粉、油脂、蛋白質(zhì)都屬于高分子化合物
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【題目】氯水中含有多種成分,因而具有多種性質(zhì),根據(jù)氯水分別與如圖四種物質(zhì)作用(四種物質(zhì)與氯水的重合部分代表物質(zhì)間的反應(yīng),且氯水足量),請回答下列問題:
(1)能證明氯水具有漂白性的是___(填“a”“b”“c”“d”或“e”)。
(2)反應(yīng)c過程中的現(xiàn)象是___,反應(yīng)e的化學(xué)方程式為___,反應(yīng)b的化學(xué)方程式為___。
(3)久置的氯水最終會變成___,用化學(xué)反應(yīng)方程式表示為___。
(4)實驗室保存氯水的方法是___。
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【題目】常溫下,用含鉆廢料(主要成分為CoCO3,還含有少量NiCO3與鐵屑)制備CoCl2·6H2O的工藝流程如下:
已知:①除鎳過程中溶液pH對產(chǎn)品中鈷的回收率及產(chǎn)品中鎳元素的含量的影響如圖所示。
②部分金屬離子在實驗條件下開始沉淀和完全沉淀的pH如下表所示。
金屬離子 | 開始沉淀的pH | 完全沉淀的pH |
Fe3+ | 1.5 | 4.1 |
Fe2+ | 7.5 | 9.7 |
Co2+ | 6.6 | 9.4 |
Ni2+ | 6.7 | 9.5 |
回答下列問題:
(1)酸浸后,溶液中的陽離子有Co2+、Ni2+、________。
(2)除鎳時,應(yīng)調(diào)節(jié)溶液的pH=________,此時Ni2+是否形成Ni(OH)2沉淀?________(填“是”或“否”)。若pH過小,則產(chǎn)品純度會______(填“升高”“降低”或“不變”)。
(3)酸溶時,當(dāng)調(diào)節(jié)溶液的pH為8時,溶液中n(Fe3+):n(Co2+)=______。(已知:Ksp[Co(OH)2]=2.0×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10-38
(4)除鐵時,先向溶液中滴加適量30%H2O2溶液,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_________;充分反應(yīng)后再向溶液中加入CoCO3,調(diào)節(jié)溶液pH的范圍為_________,使Fe3+完全轉(zhuǎn)化為Fe(OH)3沉淀,最后過濾得到CoCl2溶液。
(5)已知:Ag++SCN- ==AgSCN↓。為測定粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的含量,稱取11.9g粗產(chǎn)品溶于水配成100mL溶液,從中取出25.00mL,先加入含0.03 mol AgNO3的溶液(雜質(zhì)不反應(yīng)),再用0.50molL—1的KSCN溶液滴定過量的AgNO3,該滴定操作所用的指示劑應(yīng)為______(填化學(xué)式)溶液;若消耗20.00 ml KSCN溶液,則該粗產(chǎn)品中CoCl2·6H2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為________。
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【題目】A是石油裂解氣的主要成分之一,以A為原料制備藥物中間體X的合成路線如下:
已知i.
ii.。
回答下列同題:
(1)A的結(jié)構(gòu)簡式為_________,B的名稱為__________,D中含有的官能團(tuán)的名稱是___________。
(2)有機(jī)物I的結(jié)構(gòu)簡式為___________;反應(yīng)④的反應(yīng)類型是___________。
(3)由A生成B的化學(xué)方程式為______________________________________。
(4)反應(yīng)⑧的化學(xué)方程式為___________________________________________。
(5)滿足以下條件的X的同分異構(gòu)體有___________種。
i.能發(fā)生銀鏡反應(yīng);
ii.含有六元環(huán)結(jié)構(gòu);
iii.六元環(huán)上有2個取代基。
其中核磁共振氫譜中有6組峰,且峰面積之比為4:4:3:2:2:1的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為________(任寫一種)。
(6)參照F的合成路線,以CH3CH=CHCH3為原料設(shè)計制備的合成路線:__________(其他試劑任選)。
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【題目】如圖所示為組成人體細(xì)胞的主要的元素及其比例。下列相關(guān)敘述中,錯誤的是( )
A.圖中所示為細(xì)胞鮮重中主要的元素的所占比例
B.因為 O 的含量最多,所以 O 是構(gòu)成有機(jī)物的最基本元素
C.細(xì)胞干重中,C 所占比例最大
D.圖中所示的元素在非生物界也可以找到
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【題目】下圖表示某可逆反應(yīng)在使用和未使用催化劑時,反應(yīng)過程和能量的對應(yīng)關(guān)系。下列說法一定正確的是
A. 該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)
B. a與b相比,a的反應(yīng)速率更快
C. a與b相比,反應(yīng)的平衡常數(shù)一定不同
D. 反應(yīng)物吸收的總能量小于生成物釋放的總能量
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