【題目】基于新材料及3D打印技術(shù),科學(xué)家研制出一種微膠囊吸收劑,它能將工廠排放的CO)以更加安全、廉價(jià)和高效的方式處理掉,球形微膠囊內(nèi)部充有Na2CO3溶液,其原理如圖所示。
(1)這種微膠囊吸收CO2的原理是 ____用離子方程式表示),此過(guò)程是_____填“吸收”或“放出”)能量的過(guò)程。
(2)在吸收過(guò)程中下列關(guān)于膠囊內(nèi)溶液的說(shuō)法正確的是 ___(填字母)。
a.吸收前溶液中c(Na+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
b.吸收過(guò)程中,體系中的含碳微粒只有CO32-、HCO3-、H2CO3
c.當(dāng)n(CO2):n(Na2CO3)=1:3時(shí),溶液中c(CO32-)<c(HCO3-)
d.溶液中始終有c(Na+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)
(3)將解吸后的CO2催化加氫可制取乙烯。
已知:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g) △H1=-1323kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H2=-483.6kJ·mol-1
2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g) △H3=_______________
(4)在體積為2L的恒容容器中發(fā)生反應(yīng):2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g)。當(dāng)投料為1 mol CO2(g)和3molH2 (g)時(shí),測(cè)得溫度對(duì)CO2平衡轉(zhuǎn)化率的影響為曲線a,改變投料比測(cè)量后得到曲線b。
①根據(jù)曲線a計(jì)算250℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K= ____代入數(shù)值列出計(jì)算式即可)。
②b條件下投料比____(填“>” “<”或“=”)3,判斷依據(jù)是 __ 。
③下列說(shuō)法正確的是 ___(填字母)。
A.平衡常數(shù)大。M>N>M1
B.其他條件不變,b條件時(shí)增加催化劑用量,則250℃時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率可能達(dá)到M
C.當(dāng)壓強(qiáng)、混合氣體的密度或不變時(shí)均可視為化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)
D.工業(yè)生產(chǎn)中采取較高溫度(250℃左右)是為了提高催化劑活性加快反應(yīng)速率
【答案】CO2+CO32-+H2O=2HCO3- 放出 cd -127.8kJ·mol-1 < 其他條件不變時(shí),減少氫氣的濃度,可以減少CO2的轉(zhuǎn)化率 D
【解析】
(1)根據(jù)CO2與CO32-反應(yīng)進(jìn)行分析,根據(jù)圖像解吸是吸收過(guò)程;
(2)根據(jù)鹽類水解,結(jié)合物料守恒和電荷守恒進(jìn)行判斷;
(3)利用蓋斯定律進(jìn)行分析和計(jì)算;
(4)①利用“三段式”方法進(jìn)行分析計(jì)算;
②根據(jù)圖像,b曲線CO2平衡轉(zhuǎn)化率比曲線a低,其他條件不變,增大H2的量,CO2的轉(zhuǎn)化率增大,據(jù)此分析;
③根據(jù)圖像可以得到催化效率隨溫度變化進(jìn)行分析;
(1)膠囊內(nèi)部充有Na2CO3溶液,通入CO2發(fā)生CO2+CO32-+H2O=2HCO3-;根據(jù)圖可知解吸過(guò)程為吸熱過(guò)程,則吸收CO2過(guò)程為放出能量的過(guò)程;
(2)a.吸收前溶液為Na2CO3,Na2CO3為強(qiáng)堿弱酸鹽,CO32-發(fā)生水解,溶液顯堿性,離子濃度大小順序是c(Na+)>c(CO32-)> c(OH-)>c(HCO3-)> c(H+),故a錯(cuò)誤;
b.根據(jù)圖,可知吸收CO2時(shí),溶液中溶解了部分CO2,所以吸收過(guò)程中,體系中的含碳微粒除了CO32-、HCO3-、H2CO3外,還有CO2分子,故b錯(cuò)誤;
c.當(dāng)n(CO2):n(Na2CO3)=1:3,發(fā)生的反應(yīng)有CO2+CO32-+H2O=2HCO3-,1molCO2能消耗1molCO32-,生成2molHCO3-,生成HCO3-的物質(zhì)的量等于剩余CO32-的物質(zhì)的量,但CO32-水解程度大于HCO3-水解,因此c(HCO3-)>c(CO32-),故c正確;
d.根據(jù)電荷守恒,溶液中始終有c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-),故d正確;
故答案選cd;
(3)①C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g),②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g),根據(jù)目標(biāo)反應(yīng)方程式,因此有3×②-①,得出△H3=3×△H2-△H1=[3×(-483.6)-(-1323)]kJ·mol-1=-127.8kJ·mol-1;
(4)①250℃時(shí),CO2的轉(zhuǎn)化率為50%,,化學(xué)平衡常數(shù)K==;
②由曲線b可知,M1點(diǎn)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率小于50%,說(shuō)明反應(yīng)逆向移動(dòng),其他條件不變時(shí),減小n(H2)可使反應(yīng)逆向移動(dòng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率降低,所以<3;
③A.平衡常數(shù)只受溫度的影響,M和M1的溫度相同,則化學(xué)平衡常數(shù):M=M1,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),化學(xué)平衡常數(shù)減少,即M1>N,從而得出M=M1>N;故A錯(cuò)誤;
B.加入催化劑,反應(yīng)速率加快,但平衡不移動(dòng),故B錯(cuò)誤;
C.恒容狀態(tài)下,反應(yīng)物生成物均為氣體,氣體質(zhì)量不變,容器的體積不變,密度恒為定值,不能作為是否達(dá)到平衡的判斷依據(jù),故C錯(cuò)誤;
D.由圖可知,催化劑催化效率隨溫度升高先增大后降低,溫度為250℃左右時(shí),催化效率最高,則工業(yè)生產(chǎn)中采取較高溫度是為了提高催化劑活性加快反應(yīng)速率,故D正確。
故答案選D。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,將NaOH溶液滴加到HA溶液中,測(cè)得混合溶液的pH與p轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示[已知:p=-lg]。下列敘述錯(cuò)誤的是( )
A.m點(diǎn):c(A-)=c(HA)
B.Ka(HA)的數(shù)量級(jí)為10-6
C.水的電離程度:m<r
D.r點(diǎn):c(H+)+c(Na+)=c(A-)+c(OH-)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】醇與氫鹵酸反應(yīng)是制備鹵代烴的重要方法。實(shí)驗(yàn)室制備溴乙烷和1-溴丁烷的反應(yīng)如下:
NaBr+H2SO4=HBr+NaHSO4 ①
R-OH+HBrR-Br+H2O ②
可能存在的副反應(yīng)有:醇在濃硫酸的存在下脫水生成烯和醚,Br-被濃硫酸氧化為Br2等。有關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
乙醇 | 溴乙烷 | 正丁醇 | 1-溴丁烷 | |
密度/g·cm-3 | 0.7893 | 1.4604 | 0.8098 | 1.2758 |
沸點(diǎn)/℃ | 78.5 | 38.4 | 117.2 | 101.6 |
請(qǐng)回答:
(1)得到的溴乙烷中含有少量乙醇,為了制得純凈的溴乙烷,可用蒸餾水洗滌,分液后,再加入無(wú)水CaCl2,然后進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作是___(填字母)。
a.分液 b.蒸餾 c.萃取 d.過(guò)濾
(2)溴乙烷的水溶性___乙醇(填“大于”、“等于”或“小于”),其原因是___。
(3)將1-溴丁烷粗產(chǎn)品置于分液漏斗中加水,振蕩后靜置,產(chǎn)物在___(填“上層”、“下層”或“不分層”)。
(4)制備操作中,加入的濃硫酸必須進(jìn)行稀釋,其目的是___(填字母)。
a.減少副產(chǎn)物烯和醚的生成 b.減少Br2的生成
c.減少HBr的揮發(fā) d.水是反應(yīng)的催化劑
(5)為了檢驗(yàn)溴乙烷中含有溴元素,通常采用的方法是:取少量溴乙烷,然后進(jìn)行下列操作:①加熱 ②加入AgNO3溶液 ③加入稀HNO3酸化 ④加入NaOH溶液。下列操作順序合理的是___(填字母)。
a.①②③④ b.②③①④ c.④①③② d. ①④②③
(6)在制備溴乙烷時(shí),采用邊反應(yīng)邊蒸出產(chǎn)物的方法,其有利于___。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】中藥藥劑砒霜(主要成分As2O3,微溶于水)在醫(yī)療上用于治療急性白血病。某課題組以一種含砷精礦石粉(主要成份為As4S4、As2S3、FeS2及其它惰性雜質(zhì))為原料制取As2O3,工藝流程圖如下:
(1)過(guò)程 I 中所得SO2氣體可回收再利用,下列有關(guān)SO2用途的說(shuō)法正確的是_______。
A 工業(yè)制硫酸 B 漂白紙張 C 自來(lái)水消毒
(2)過(guò)程II中發(fā)生的反應(yīng)_______氧化還原反應(yīng)(填“是”或“不是”)。
(3)過(guò)程V中操作為_______(填實(shí)驗(yàn)基本操作名稱)。
(4)①檢驗(yàn)Na3AsO3溶液中是否含有Fe3+的實(shí)驗(yàn)操作_______。
②過(guò)程IV中生成As2O3的離子反應(yīng)方程式為_______。
(5)有毒的AsO33-通過(guò)電解反應(yīng)可轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的AsO43-。用石墨為電極,在強(qiáng)堿性溶液中電解含AsO33-的溶液,陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為_______。
(6)測(cè)定某As2O3粗產(chǎn)品(含As2O5雜質(zhì))中As2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:
a.稱取m g粗產(chǎn)品溶解于NaOH溶液,得到含AsO33-、AsO43-的混合溶液100mL。
b.分別移取25.00mL上述溶液,用0.02500mol·L1的I2標(biāo)準(zhǔn)溶液進(jìn)行滴定(I2將AsO33-氧化為AsO43-,淀粉溶液為指示劑)。每次滴定開(kāi)始時(shí)液面讀數(shù)如圖一所示,三次滴定結(jié)束時(shí),I2 標(biāo)準(zhǔn)溶液液面讀數(shù)如圖二~圖四所示。
①描述滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象_______。
②粗產(chǎn)品中As2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_______(用含有m的代數(shù)式表示)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】有一瓶無(wú)色溶液,可能含有、、、、、、、、離子中的幾種.為確定其成分,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):取少許溶液,逐漸加入過(guò)量的固體,產(chǎn)生無(wú)色無(wú)味的氣體和白色沉淀且白色沉淀逐漸增多后又部分溶解;另取部分溶液,加入酸化的溶液,有白色沉淀產(chǎn)生;用潔凈的鉑絲蘸取原溶液在酒精燈火焰上灼燒,觀察到黃色火焰.下列推斷正確的是
A.肯定有、、、
B.肯定有、、、
C.肯定沒(méi)有、、
D.肯定沒(méi)有、、
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】1L某混合溶液,只可能含有下表中的若干種離子:
可能大量含有的陽(yáng)離子 | 、、、、、、 |
可能大量含有的陰離子 | 、、、、 |
當(dāng)向該溶液中加入一定物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液時(shí),發(fā)現(xiàn)生成沉淀的物質(zhì)的量隨NaOH溶液的體積變化的圖象如圖所示,下列說(shuō)法正確的是
A.原溶液中加入鹽酸有沉淀生成
B.原溶液中一定含有和
C.反應(yīng)最后得到的沉淀只有
D.反應(yīng)最后形成的溶液中溶質(zhì)只有
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】正丁醛是一種化工原料。某實(shí)驗(yàn)小組利用如下裝置合成正丁醛。發(fā)生的反應(yīng)如下:
CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO,反應(yīng)物和產(chǎn)物的相關(guān)數(shù)據(jù)列表如下:
實(shí)驗(yàn)步驟如下:
將6.0g Na2Cr2O7放入100mL燒杯中,加30mL水溶解,與5mL濃硫酸形成混合溶液,將所得溶液小心轉(zhuǎn)移至B中。在A中加入4.0g正丁醇和幾粒沸石,加熱。當(dāng)有蒸氣出現(xiàn)時(shí),開(kāi)始滴加B中溶液。滴加過(guò)程中保持反應(yīng)溫度為90~95℃,在E中收集90℃以下的餾分。將餾出物倒入分液漏斗中,分去水層,有機(jī)層干燥后蒸餾,收集75~77℃餾分,產(chǎn)量2.0g。
(1)實(shí)驗(yàn)中,Na2Cr2O7溶液和濃硫酸添加的順序?yàn)?/span>__________。
(2)加入沸石的作用是_______________。 若加熱后發(fā)現(xiàn)未加沸石,應(yīng)采取的正確方法是_________。
(3)上述裝置圖中,D儀器的名稱是______________,E儀器的名稱是_______。
(4)分液漏斗使用前必須進(jìn)行的操作是_________。
(5)將正丁醛粗產(chǎn)品置于分液漏斗中分水時(shí),正丁醛在_______層(填“上”或“下”)。
(6)本實(shí)驗(yàn)中,正丁醛的產(chǎn)率為_______%(結(jié)果保留兩位小數(shù))。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】微生物燃料電池是指在微生物的作用下將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。某微生物燃料電池的工作原理如圖所示,下列說(shuō)法正確的是
A. HS-在硫氧化菌作用下轉(zhuǎn)化為SO42-的反應(yīng)為:HS-+4H2O-8e-== SO42-+9H+
B. 電子從b流出,經(jīng)外電路流向a
C. 如果將反應(yīng)物直接燃燒,能量的利用率不會(huì)變化
D. 若該電池電路中有0.4mol電子發(fā)生轉(zhuǎn)移,則有0.45molH+通過(guò)質(zhì)子交換膜
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】(1)已知:① C(s) + O2(g)=CO2(g) H=-393.5 kJmol-1
②2CO(g) + O2(g)=2CO2(g) H=-566 kJmol-1
③TiO2(s) + 2Cl2(g)=TiCl4(s) + O2(g) H=+141 kJmol-1
則TiO2(s) + 2Cl2(g) + 2C(s)=TiCl4(s) + 2CO(g)的H=_________________。
(2)氯化銀在水中存在沉淀溶解平衡AgCl(s)Ag+(aq) + Cl-(aq)。25℃時(shí),氯化銀的Ksp=1.8×10-10,現(xiàn)將足量的氯化銀加入到0.1 molL-1氯化鋁溶液中,銀離子濃度最大可達(dá)到_____________molL-1。
(3)20 ℃時(shí),0.1 molL-1 NH4Al(SO4)2溶液的pH=3,則:2c(SO42-)-c(NH4+)-3c(Al3+)≈______________molL-1(填數(shù)值)。
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