【題目】數(shù)十年來(lái),化學(xué)工作者對(duì)碳的氧化物做了廣泛深入的研究并取得了一些重要成果。如利用CO2和CH4重整可制合成氣(主要成分為CO、H2),已知重整過(guò)程中部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
I、CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H=+75.0kJ·mol-1
II、CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41.0kJ·mol-1
III、CO(g)+H2(g)=C(s)+H2O(g) △H=-131.0kJ·mol-1
(1)反應(yīng)CO2(g)+CH4(g)=2CO(g)+2H2(g)的△H = kJ·mol-1。
(2)固定n(CO2)=n(CH4),改變反應(yīng)溫度,CO2和CH4的平衡轉(zhuǎn)化率見(jiàn)圖甲。
①同溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率 (填“大于”或“小于”)CH4的平衡轉(zhuǎn)化率,其原因是 。
②高溫下進(jìn)行該反應(yīng)時(shí)常會(huì)因反應(yīng)I生成“積碳”(碳單質(zhì)),造成催化劑中毒,高溫下反應(yīng)I能自發(fā)進(jìn)行的原因是 。
(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(jī)理如圖乙所示,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
(4)CO常用于工業(yè)冶煉金屬,右圖是在不同溫度下CO還原四種金屬氧化物達(dá)平衡后氣體中lg[c(CO)/c(CO2)]與溫度(t)的關(guān)系曲線(xiàn)圖。下列說(shuō)法正確的是 。
A.工業(yè)上可以通過(guò)增高反應(yīng)裝置來(lái)延長(zhǎng)礦石和CO接觸的時(shí)間,減少尾氣中CO的含量
B.CO不適宜用于工業(yè)冶煉金屬鉻(Cr)
C.工業(yè)冶煉金屬銅(Cu)時(shí)較低的溫度有利于提高CO的利用率
D.CO還原PbO2的反應(yīng)ΔH>0
(5)在載人航天器中應(yīng)用電化學(xué)原理,以Pt為陽(yáng)極,Pb(CO2的載體)為陰極,KHCO3溶液為電解質(zhì)溶液,還原消除航天器內(nèi)CO2同時(shí)產(chǎn)生O2和新的能源CO,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CO22CO+O2,則其陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為 。
【答案】
(1)247
(2)①大于;CO2發(fā)生了其他副反應(yīng);②△S>0
(3)CO2+4H2CH4+2H2O
(4)BC(5)4OH--4e-=O2↑+2H2O
【解析】
試題分析:(1)已知:①CH4(g)═C(s)+2H2(g)△H=+75.0kJ/mol,②CO2(g)+H2(g)═CO(g)+H2O(g) △H=+41.0kJ/mol,③CO(g)+H2(g)═C(s)+H2O(g)△H=-131.0kJ/mol,反應(yīng)CO2(g)+CH4(g)═2CO(g)+2H2(g)可以是①+②-③得到,根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)的焓變△H=+247kJ/mol,故答案為:+247;
(2)①根據(jù)圖示可以看出,CO2發(fā)生了其他副反應(yīng),同溫度下CO2的平衡轉(zhuǎn)化率大于CH4的平衡轉(zhuǎn)化率大于;故答案為:大于;CO2發(fā)生了其他副反應(yīng);
②反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行的判據(jù):△H-T△S<0,反應(yīng)①△S>0,△H>0,代入判據(jù),得到反應(yīng)在高溫下能自發(fā)進(jìn)行,故答案為:△S>0;
(3)據(jù)信息:一定條件下Pd-Mg/SiO2催化劑可使CO2“甲烷化”,可以寫(xiě)出方程式為:CO2+4H2CH4+2H2O,故答案為:CO2+4H2CH4+2H2O;
(4)A、增高爐的高度,增大CO與鐵礦石的接觸,不能影響平衡移動(dòng),CO的利用率不變,故A錯(cuò)誤;B、由圖象可知用CO工業(yè)冶煉金屬鉻時(shí),lg[c(CO)/c(CO2)]一直很高,說(shuō)明CO轉(zhuǎn)化率很低,故不適合B正確;C、由圖象可知溫度越低lg[c(CO)/c(CO2)]越小,故CO轉(zhuǎn)化率越高,故C正確;D、由圖象可知CO還原PbO2的溫度越高lg[c(CO)/c(CO2)]越高,說(shuō)明CO轉(zhuǎn)化率越低,平衡逆向移動(dòng),故△H<0,故D錯(cuò)誤;故選:BC;
(5)以Pt為陽(yáng)極,Pb(CO2的載體)為陰極,KHCO3溶液為電解質(zhì)溶液,還原消除航天器內(nèi)CO2同時(shí)產(chǎn)生O2和新的能源CO,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為:2CO22CO+O2,則溶液中的氫氧根在陽(yáng)極上失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣,的電極反應(yīng)式為:4OH--4e-=O2↑+2H2O;故答案為:4OH--4e-=O2↑+2H2O。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列敘述正確的是( )
A. 鐵與稀H2SO4反應(yīng)時(shí),加入少量CuSO4溶液,可使反應(yīng)速率加快
B. 構(gòu)成原電池的正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬
C. 在鐵上鍍銅時(shí),金屬銅作陰極
D. 用惰性電極電解CuSO4溶液,溶液的pH不變
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】霧霾是一種大氣污染現(xiàn)象,不屬于霧霾治理措施的是( )
A.植樹(shù)綠化,美化環(huán)境 B.提倡綠色出行,發(fā)展公共交通
C.外出時(shí)佩戴防霧霾口罩 D.減少燃煤發(fā)電,增加太陽(yáng)能發(fā)電
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】由徐光憲院士發(fā)起、院士學(xué)子同創(chuàng)的《分子共和國(guó)》科普讀物最近出版了,全書(shū)形象生動(dòng)地戲說(shuō)了BF3、TiO2、HCHO、N2O、二茂鐵、NH3、HCN、H2S、O3、異戊二烯和萜等眾多“分子共和國(guó)”中的明星。
(1)寫(xiě)出Fe3+的基態(tài)核外電子排布式 。
(2)HCHO分子中碳原子軌道的雜化軌道類(lèi)型為 ;1mol HCN分子中含有σ鍵的數(shù)目為__________mol。
(3)N2O的空間構(gòu)型為 ,與N2O互分等電子體的一種離子為 。
(4)TiO2的天然晶體中,最穩(wěn)定的一種晶體結(jié)構(gòu)如下圖,則黑球表示 原子。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某些資料認(rèn)為:NO、NO2不能與Na2O2反應(yīng)。某小組學(xué)生提出質(zhì)疑,他們從理論上分析過(guò)氧化鈉和二氧化氮都有氧化性,根據(jù)化合價(jià)升降原則提出假設(shè):
假設(shè)Ⅰ.過(guò)氧化鈉氧化二氧化氮
假設(shè)Ⅱ.二氧化氮氧化過(guò)氧化鈉
(1)小組甲同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)如下:
①試管A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是 。
②待試管B中收集滿(mǎn)氣體,向試管B中加入適量 Na2O2粉末,塞緊塞子,輕輕振蕩試管內(nèi)粉末,觀察到紅棕色氣體迅速消失;再將帶火星的小木條迅速伸進(jìn)試管內(nèi),發(fā)現(xiàn)木條復(fù)燃。甲同學(xué)認(rèn)為假設(shè)Ⅱ正確;乙同學(xué)認(rèn)為該裝置不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹闇?zhǔn)確達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康,需在A、B之間增加一個(gè)裝置,該裝置的作用是 。
③乙同學(xué)用改進(jìn)后裝置,重復(fù)了甲同學(xué)的實(shí)驗(yàn)操作,觀察到紅棕色氣體迅速消失;余燼木條未復(fù)燃。得出結(jié)論:假設(shè)Ⅰ正確。NO2和Na2O2反應(yīng)的方程式是 。
(2)丙同學(xué)認(rèn)為NO易與O2發(fā)生反應(yīng),應(yīng)更易被Na2O2氧化。
查閱資料:①2NO+Na2O2=2NaNO2
②6NaNO2+3H2SO4=3Na2SO4+2HNO3+4NO↑+2H2O;
③酸性條件下,NO或NO2–都能與MnO4–反應(yīng)生成NO3–和Mn2+
丙同學(xué)用下圖所示裝置(部分夾持裝置略)探究NO與Na2O2的反應(yīng)。
①B中觀察到的主要現(xiàn)象是 ,F(xiàn)裝置的作用是 。
②在反應(yīng)前,打開(kāi)彈簧夾,通入一段時(shí)間N2,目的是 。
③充分反應(yīng)后,檢驗(yàn)D裝置中反應(yīng)產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)方法是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列說(shuō)法正確的是
A. 乙烯和乙醇均能被酸性高錳酸鉀溶液氧化
B. 甲烷和苯均可在光照的條件下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)
C. 分子式為C2H6O的有機(jī)物均可在一定條件下與乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)
D. 蛋白質(zhì)、油脂、葡萄糖均可在一定條件下發(fā)生水解反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】設(shè)NA表示阿伏加德羅常數(shù)的數(shù)值,下列敘述正確的是( )
A. 物質(zhì)的量濃度為0.5 mol·L-1(NH4)2SO4溶液中,含有NH4+個(gè)數(shù)小于NA
B. 1mol羥基中電子數(shù)為10NA
C. 3.9gNa2O2晶體中陰陽(yáng)離子總數(shù)為0.2NA
D. 含4molHCl的濃鹽酸和足量MnO2加熱反應(yīng)可生成Cl2分子少于NA個(gè)
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】金屬銅是人們最早使用的金屬之一,下列關(guān)于銅電極的敘述不正確的是
A.銅鋅原電池中銅是正極 B.用電解法精煉粗銅時(shí)粗銅做陽(yáng)極
C.在鍍件上鍍銅時(shí)可用金屬銅做陽(yáng)極 D.電解水制H2、O2時(shí)銅做陽(yáng)極
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】硅酸鈉被國(guó)家列為“我國(guó)優(yōu)先發(fā)展的精細(xì)化學(xué)品”和“今后我國(guó)無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品發(fā)展重點(diǎn)”之一。下圖是用海邊的石英砂(含氯化鈉、氧化鐵等雜質(zhì))制備硅酸鈉的工藝流程示意簡(jiǎn)圖:
(1)要將洗出液中的溶質(zhì)析出,采用的方法是________(填“蒸發(fā)”、“降溫”)結(jié)晶;操作時(shí)用到的硅酸鹽儀器有(填3個(gè)儀器)____________________________。
(2)上述流程中加入NaOH溶液,反應(yīng)的離子方程式為________________________。
(3)用上述殘?jiān)械难趸F焊接鐵軌,其鋁熱反應(yīng)的化學(xué)方程式為(并在方程式中用“單線(xiàn)橋”標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移方向和數(shù)目)_____________________________。
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