【題目】研究CO2的利用對(duì)促進(jìn)低碳社會(huì)的構(gòu)建具有重要意義。

(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等。

已知:①Fe2O3(s) + 3C(石墨) = 2Fe(s) + 3CO(g) △H 1 = +489.0 kJ·mol-1

②C(石墨) +CO2(g) = 2CO(g) △H 2 = +172.5 kJ·mol-1

CO還原Fe2O3(s)的熱化學(xué)方程式為 。

(2)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學(xué)方程式為:

CO2(g) +3H2(g)CH3OH(g) +H2O(g) △H

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為K= 。

②取一定體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比為1∶3),加入恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),反應(yīng)過(guò)程中測(cè)得甲醇的體積分?jǐn)?shù)φ(CH3OH)與反應(yīng)溫度T的關(guān)系如圖1所示,則該反應(yīng)的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。

③在兩種不同條件下發(fā)生反應(yīng),測(cè)得CH3OH的物質(zhì)的量隨時(shí)間變化如圖2所示,曲線Ⅰ、Ⅱ?qū)?yīng)的平衡常數(shù)大小關(guān)系為K K(填“>”、“<”或“=”)。判斷的理由

(3)以CO2為原料還可以合成多種物質(zhì)。

①工業(yè)上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定條件下合成,其反應(yīng)方程式為 開(kāi)始以氨碳比=3進(jìn)行反應(yīng),達(dá)平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,則NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為 。

將足量CO2通入飽和氨水中可得氮肥NH4HCO3,已知常溫下一水合氨Kb=1.8×10-5,碳酸一級(jí)電離常數(shù)Kb=4.3×10-7,則NH4HCO3溶液呈 (填“酸性”、“中性”、“堿性”)。

【答案】(1)Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) △H = 28.5 kJ·mol-1;

(2)①;②<; ③>;先到達(dá)平衡說(shuō)明的溫度高,根據(jù)此反應(yīng)正方向是放熱反應(yīng)升高溫度平衡左移,K>K

(3)①2NH3+CO2CO(NH2)2+H2O;40%

【解析】

試題分析:

(1)①-②×3得:3CO(g)+Fe2O3(s)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=△H1-3×△H2= —28.5 kJ·mol-1,整理得:Fe2O3(s)+3CO(g) = 2Fe(s)+3CO2(g) △H = —28.5 kJ·mol-1;

(2)①平衡常數(shù)達(dá)到化學(xué)平衡時(shí),生成物濃度的冪之積與反應(yīng)物濃度的冪之積,K=c(CH3OH)×c(H2O)/[c(CO2)×c3(H2)];

研究最高點(diǎn)以后的,隨溫度升高,CH3OH的體積分?jǐn)?shù)減小,根據(jù)勒夏特列原理,升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行△H<O;

③Ⅱ先到達(dá)平衡說(shuō)明的溫度高,根據(jù)此反應(yīng)正方向是放熱反應(yīng),升高溫度平衡左移,K>K;

(3)①根據(jù)反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)和元素守恒得知反應(yīng)方程式:CO2+2NH3CO(NH2)2+H2O;設(shè)CO2的初始物質(zhì)的量為a,則NH3的初始物質(zhì)的量為3a,CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,故轉(zhuǎn)化的二氧化碳為a×60%=0.6a,根據(jù)方程式可知,轉(zhuǎn)化的NH3的物質(zhì)的量為0.6a×2=1.2a,故平衡時(shí)氨氣的轉(zhuǎn)化率定為1.2a÷3a=40%;據(jù)電離常數(shù)可知HCO3水解強(qiáng)于NH4水解,故顯弱堿性。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】.圖是研究甲烷與氯氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置圖

(1)若研究甲烷與氯氣的反應(yīng),還需要的條件是 。

(2)二氯甲烷有 種同分異構(gòu)體。

(3)請(qǐng)完成一氯甲烷與氯氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:CH3Cl+Cl2 +HCl,該反應(yīng)屬于反應(yīng) (填有機(jī)反應(yīng)類型)。

.(4)1mol某烷烴完全燃燒消耗8molO2,則其化學(xué)式為 ,寫出該烷烴同分異構(gòu)體中支鏈最多的烷烴的系統(tǒng)命名為 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】天津是我國(guó)研發(fā)和生產(chǎn)鋰離子電池的重要基地。鋰離子電池正極材料是含鋰的二氧化鈷(LiCoO2),充電時(shí)LiCoO2Li被氧化,Li+遷移并以原子形式嵌入電池負(fù)極材料碳(C6)中,以LiC6表示。電池反應(yīng)為CoO2+LiC6LiCoO2+C6,下列說(shuō)法正確的是( )

A. 充電時(shí),電池的負(fù)極反應(yīng)為LiC6-e-Li++C6

B. 放電時(shí),電池的正極反應(yīng)為CoO2+Li++e-LiCoO2

C. 羧酸、醇等含活潑氫的有機(jī)物可用作鋰離子電池的電解質(zhì)

D. 鋰離子電池的比能量(單位質(zhì)量釋放的能量)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】Ⅰ.Fe3+具有氧化性,實(shí)驗(yàn)室測(cè)定含碘廢液中I含量的過(guò)程如下:量取25.00 mL廢液于250 mL錐形瓶中,分別加入5 mL 2 mol·L-1 H2SO4和10 mL 20% Fe2(SO4)3溶液,搖勻小火加熱蒸發(fā)至碘完全升華,取下錐形瓶冷卻后,加入幾滴二苯胺磺酸鈉(用作指示劑),用0.02500 mol·L-1標(biāo)準(zhǔn)K2Cr2O7溶液進(jìn)行滴定到終點(diǎn)。重復(fù)3次,數(shù)據(jù)記錄下表:

次數(shù)

1

2

3

滴定體積/mL

19.98

20.02

19.00

(1)在盛有廢液的錐形瓶中先加入5 mL 2 mol·L-1 H2SO4的目的是

______________________________。(用離子方程式和語(yǔ)言敘述解釋)

(2)上述過(guò)程中涉及的反應(yīng):①2Fe3++2I===2Fe2++I(xiàn)2 ②______________________________。

(3)根據(jù)滴定有關(guān)數(shù)據(jù),該廢液中I含量_____g·L-1。

(4)在滴定過(guò)程中,下列操作(其他操作正確)會(huì)造成測(cè)定結(jié)果偏低的是___________。

A.終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)俯視讀數(shù),滴定前平視讀數(shù)

B.錐形瓶水洗衣后未干燥

C.滴定管未用標(biāo)準(zhǔn)K2Cr2O7溶液潤(rùn)洗

D.盛標(biāo)準(zhǔn)K2Cr2O7溶液的滴定管,滴定前有氣泡,滴定后無(wú)氣泡

Ⅱ.Fe3+和Ag的氧化性相對(duì)強(qiáng)弱一直是實(shí)驗(yàn)探究的熱點(diǎn)。某學(xué)習(xí)小組同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn):

實(shí)驗(yàn)編號(hào)

實(shí)驗(yàn)操作

現(xiàn)象

1

10mL 3mol/L KNO3酸性溶液(pH=1)中插入一根潔凈的Ag絲,并滴加NaCl溶液

無(wú)白色沉淀生成

2

10mL 1mol/L AgNO3溶液中滴加2mL 0.1mol/L FeSO4溶液,振蕩,再滴加酸性KMnO4溶液

紫紅色不褪去

3

向10mL 1mol/L Fe(NO3)3酸性溶液(pH=1)中插入一根潔凈的Ag絲,并滴加NaCl溶液

有白色沉淀生成

請(qǐng)回答:

(5)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)①的目的是______________________________。

(6)實(shí)驗(yàn)③可得出結(jié)論是______________________________。

(7)寫出實(shí)驗(yàn)②中反應(yīng)的離子方程式______________________________。

(8)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),F(xiàn)e3+和Ag的氧化性相對(duì)強(qiáng)弱與離子____________________有關(guān)。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】[物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]

已知碳元素能形成多種金屬碳化物,如碳化鈣,俗稱為電石。

(1)電石(CaC2)是用CaO與焦炭在電爐中加強(qiáng)熱反應(yīng)生成的,寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式 CaC2中含有化學(xué)鍵的類型為 ,C22-N2互為等電子體,C22-的電子式可表示為 ,其中σ鍵和π鍵數(shù)目之比為 。

(2)已知MgO、CaO的熔點(diǎn)分別為2852℃、2614℃,分析熔點(diǎn)差異的原因是

(3)苯丙氨酸是一種重要的氨基酸,其結(jié)構(gòu)如圖所示,分子中第一電離能最大的原子價(jià)電子排布式是 ,其中碳原子的雜化方式有 。

(4)已知CaF2晶體(如圖,Ca2+處于面心)的密度為ρg/cm3,NA為阿伏加德常數(shù),相鄰的兩個(gè)Ca2+的核間距為a cm,則CaF2的摩爾質(zhì)量(M)可以表示為 g/mol。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】下表是某興趣小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得的相同體積足量稀硫酸與鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):

實(shí)驗(yàn)

序號(hào)

金屬

質(zhì)量/g

金屬

狀態(tài)

c(H2SO4) mol/L

實(shí)驗(yàn)

溫度/℃

金屬消失

的時(shí)間/s

1

0.10

0.7

20

250

2

0.10

1.0

20

200

3

0.10

粉末

1.0

20

125

4

0.10

粉末

1.0

30

50

分析上述數(shù)據(jù),回答下列問(wèn)題:

(1)反應(yīng)的離子方程式: ;

(2)①實(shí)驗(yàn)1、2可得出的結(jié)論是,硫酸濃度越 ,反應(yīng)速率越慢;

②實(shí)驗(yàn)2、3可得出的結(jié)論是反應(yīng)物接觸面越大,反應(yīng)速率越 ;

③實(shí)驗(yàn)3、4可得出的結(jié)論是溫度越 ,反應(yīng)速率越快。

(3)①用鐵粉和稀硫酸反應(yīng)制取H2,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中繪制出生成H2的體積(V)與時(shí)間(t)的關(guān)系如圖所示。 試分析判斷OE段、EF段、FG段、GH段反應(yīng)速率(分別用v (OE)、v (EF)、v (FG)、 (GH)表示)最快時(shí)段是

A.v (OE) B.v (EF) C.v (FG) D.v (GH)

②1min內(nèi)反應(yīng)較慢的原因是: ;

一段時(shí)間后反應(yīng)明顯加快的原因是 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】化學(xué)與人類生產(chǎn)和生活中密切相關(guān),掌握有關(guān)的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)可以改善我們的生活。

【I】日常生活中使用的各種電池就是利用化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,各種各樣的電池的發(fā)展是化學(xué)對(duì)人類的一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)。請(qǐng)回答下列有關(guān)化學(xué)電源的問(wèn)題:

(1)下列有關(guān)電池的敘述中正確的是___________。

A.鋅錳干電池工作一段時(shí)間后碳棒變細(xì) B.氫氧燃料電池可將熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?/span>

C.甲烷燃料電池工作時(shí)甲烷在負(fù)極被氧化 D.太陽(yáng)能電池的主要材料是高純度的二氧化硅

(2)鋅銅原電池裝置如圖所示,其中陽(yáng)離子交換膜只允許陽(yáng)離子和水分子通過(guò)。下列有關(guān)敘述正確的是( )

A.銅電極上發(fā)生氧化反應(yīng)

B.電池工作一段時(shí)間后,甲池的c(SO42-)減小

C.電池工作一段時(shí)間后,乙池溶液的總質(zhì)量增加

D.甲池中的陽(yáng)離子向乙池移動(dòng),保持溶液中電荷平衡

【II】自來(lái)水廠生產(chǎn)自來(lái)水時(shí),需要用到凈水劑,對(duì)水進(jìn)行消毒殺菌處理。

(3)高鐵酸鉀(K2FeO4)一種新型多功能水處理劑。工業(yè)上有多種方法制備高鐵酸鉀,其中一種方法是在氫氧化鉀溶液中用次氯酸鈉氧化氫氧化鐵。該反應(yīng)的可用離子方程式表示為_(kāi)__________。

4)用高鐵酸鉀和鋅制成的高鐵堿性電池,能儲(chǔ)存比普通堿性電池多50%的電能,己知該電池的總反應(yīng)為2K2FeO4+3Zn=Fe2O3+ZnO+2K2ZnO2,則負(fù)極的電極反應(yīng)是______________。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】21世紀(jì)是鈦的世紀(jì)。下面是利用鈦白粉(TiO2)生產(chǎn)海綿鈦(Ti)的一種工藝流程:

已知:

① Mg(s)+Cl2 (g)MgCl2 (s) △H=-641 kJ·mol-1

② Cl2(g)+1/2Ti (s)1/2TiCl4 (l) △H=-385 kJ·mol-1

(1)反應(yīng)Ⅰ在800~900℃下進(jìn)行,還生成一種可燃性無(wú)色氣體,

該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

(2)反應(yīng)Ⅱ的熱化學(xué)方程式為 。

(3)反應(yīng)Ⅱ中充入氣體Ar的原因是 。

(4)在800℃~1000℃時(shí)電解TiO2也可制得海綿鈦,裝置如右上圖所示。

圖中b是電源的 極,陰極的電極反應(yīng)式為 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

【題目】Ⅰ:硫酸亞鐵晶體(FeSO4·7H2O)在醫(yī)藥上作補(bǔ)血?jiǎng)闇y(cè)定補(bǔ)血?jiǎng)┲需F元素的含量,某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了兩套實(shí)驗(yàn)方案:

方案一 滴定法 用酸性KMnO4溶液滴定測(cè)定鐵元素的含量。

反應(yīng)原理:5Fe2++MnO+8H===5Fe3++Mn2++4H2O

(1)實(shí)驗(yàn)前,首先要精確配制一定物質(zhì)的量濃度的KMnO4溶液250 mL,配制時(shí)需要的儀器除天平、玻璃棒、燒杯、膠頭滴管外,還需_________________(填儀器名稱)。

(2)某同學(xué)設(shè)計(jì)的下列滴定方式中,最合理的是___________(夾持部分略去)(填字母序號(hào))。

方案二 重量法 操作流程如下:

(3)若省略步驟②,則加入過(guò)量X溶液后會(huì)產(chǎn)生白色沉淀,請(qǐng)寫出該沉淀在空氣中變質(zhì)的方程式:______________________________________________。

(4)步驟④中一系列操作依次是:過(guò)濾、洗滌、灼燒、冷卻、稱量。

II:六水合硫酸亞鐵銨[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]為淺綠色晶體,易溶于水,不溶于酒精,在水中的溶解度比FeSO4或(NH4)2SO4都要小。實(shí)驗(yàn)室中常以廢鐵屑為原料來(lái)制備,其步驟如下:

圖1圖2

步驟1:鐵屑的處理。將廢鐵屑放入熱的碳酸鈉溶液中浸泡幾分鐘后,用圖1所示的傾析方法分離出固體并洗滌、干燥。

步驟2:FeSO4溶液的制備。向錐形瓶中加入30mL的3 mol·L-1H2SO4溶液,再加入過(guò)量的鐵屑,加熱至充分反應(yīng)為止。趁熱過(guò)濾(如圖2所示),收集濾液和洗滌液。

步驟3:六水合硫酸亞鐵銨的制備。向所得FeSO4溶液中加入飽和(NH4)2SO4溶液,所得溶液經(jīng)過(guò)一系列操作、洗滌后得到六水合硫酸亞鐵銨晶體。

請(qǐng)回答下列問(wèn)題:

(1)趁熱過(guò)濾的目的和理由是________________________________________________。

(2) ①步驟3中的一系列操作包括:_________________________________。

②洗滌硫酸亞鐵銨晶體最好用什么試劑:_________________________________。

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