【題目】燃煤能排放大量的 CO、CO2、SO2,PM2.5(可入肺顆粒物)污染也跟冬季燃煤密切相關(guān)。SO2、CO、CO2 也是對環(huán)境影響較大的氣體,對它們的合理控制、利用是優(yōu)化我們生存環(huán)境的有效途徑。

(1)PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的可入肺的有害顆粒,下列有關(guān)說法中正確的是______

a.PM2.5空氣中形成了膠體

b.PM2.5表面積能大面積吸附大量的有毒有害物質(zhì)

c.機動車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物,大多還有重金屬等有毒物質(zhì)

d.研制開發(fā)燃料電池汽車,降低機動車尾氣污染,某種程度可以減少PM2.5污染

(2)有一種用CO2生產(chǎn)甲醇燃料的方法:CO2+3H2CH3OH+H2O

已知:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)△H=-akJ·mol-1;

2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-bkJ·mol-1;

H2O(g)= H2O(l) △H=-ckJ·mol-1;

CH3OH(g)= CH3OH(l) △H=-dkJ·mol-1,

則表示CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為________________________。

(3)工業(yè)上還可以通過下列反應(yīng)制備甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)。在一容積可變的密閉容器中充入 10mol CO 和 20mol H2,CO 的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度(T)、壓強(P)的變化如圖所示。

①下列說法不能判斷該反應(yīng)達到化學(xué)平衡狀態(tài)的是_________(填字母)。

a.H2 的消耗速率等于 CH3OH 的生成速率的 2 倍

b.H2 的體積分數(shù)不再改變

c.體系中 H2 的轉(zhuǎn)化率和 CO 的轉(zhuǎn)化率相等

d.體系中氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變

②比較 A、B 兩點壓強大小 PA__________PB(填“>”“<”或“=”)。

③若達到化學(xué)平衡狀態(tài) A 時,容器的體積為 20 L。如果反應(yīng)開始時仍充入 10 mol CO 和 20 mol H2,則在平衡狀態(tài) B 時容器的體積 V(B)=____L。

(4)SO2 在一定條件下可與氧氣構(gòu)成原電池。下圖是利用該電池在鐵表面鍍銅的裝置示意圖:

①該電池的負極反應(yīng):______________________________;

②當甲中消耗2.24 L O2(標準狀況)時,乙中_____(填“a”或“b”)增重_______g。

【答案】 abcd CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-(c+2d-a-b)kJmol-1 ac 4 SO2-2e+2H2O=4H+SO42- a 12.8

【解析】(1)a.氣溶膠屬于膠體,微粒直徑在10-7m10-9m之間,而PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米,其中含有一些微粒直徑在10-7m10-9m之間,可以形成膠體,a正確;bPM2.5表面積大,具有吸附性,能吸附大量的有毒、有害物質(zhì),故b正確;cPM2.5是主要來源是日常發(fā)電、工業(yè)生產(chǎn)、汽車尾氣排放等過程中經(jīng)過燃燒而排放的殘留物,故c正確;d.減少機動車尾氣排放,減少了煙塵,能降低空氣中PM2.5,故d正確;故選abcd;

(2)已知:①CO2(g)3H2(g) CH3OH(g)H2O(g)H1=-akJ·mol1;

②2H2(g)O2(g)2H2O(g) H2=-bkJ·mol1;

③H2O(g)H2O(l) H3=-ckJ·mol1;

CH3OH(g) CH3OH(l) H4=-dkJ·mol1,根據(jù)蓋斯定律,H=-H1-H2+H3+2H4=-(c+2d-a-b)kJmol-1,所以CH3OH(l)燃燒熱的熱化學(xué)方程式為CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-(c+2d-a-b)kJmol-1,故答案為:CH3OH(l)+ O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=-(c+2d-a-b)kJmol-1;

(3)①a.H2的消耗速率等于CH3OH的生成速率的2倍,均表示正反應(yīng)速率,反應(yīng)始終按該比例關(guān)系進行,不能說明到達平衡,當H2的消耗速率等于CH3OH的消耗速率的2倍時,反應(yīng)到達平衡,故a錯誤;b.H2的體積分數(shù)不再改變是化學(xué)平衡的特征,達到了平衡,故b正確;c.氫氣、CO的轉(zhuǎn)化率與它們起始物質(zhì)的量有關(guān),平衡時不一定相等,若起始物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計算量之比,轉(zhuǎn)化率始終相等,故c錯誤;d.混合氣體總質(zhì)量不變,隨反應(yīng)進行,混合氣體總物質(zhì)的量減小,平均摩爾質(zhì)量增大,混合氣體氣體的平均摩爾質(zhì)量不再改變,說明達到了平衡,故d正確;故答案為:ac;

②溫度一定時,正反應(yīng)為氣體體積減小的反應(yīng),增大壓強,平衡向正反應(yīng)方向移動,CO的轉(zhuǎn)化率增大,故壓強PA<PB,故答案為:<;

③若達到化學(xué)平衡狀態(tài)A時,容器的體積為20L,CO轉(zhuǎn)化率為50%,則轉(zhuǎn)化的CO為10mol×50%=5mol,則:

CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)

起始量(mol):10200

變化量(mol):5105

平衡量(mol):5105

平衡常數(shù)K===4,如果反應(yīng)開始時仍充入10molCO和20molH2,在平衡狀態(tài)B時CO轉(zhuǎn)化率為80%,則轉(zhuǎn)化的CO為10mol×80%=8mol,則:

CO(g)+2H2(g)═CH3OH(g)

起始量(mol):10200

變化量(mol):816 8

平衡量(mol):248

設(shè)體積為VL,則=4,解得V=4,故答案為:4;

(4)①在燃料電池中,通入氧氣的為正極,通入二氧化硫的為負極,二氧化硫失去電子,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為SO22e+2H2O4HSO42-,故答案為:SO22e+2H2O4HSO42-

②標準狀況下2.24 L O2的物質(zhì)的量為=0.1mol,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為0.4mol,乙中a為陰極,發(fā)生銅離子的放電,生成銅單質(zhì),生成銅的物質(zhì)的量為=0.2mol,質(zhì)量為0.2mol×64g/mol=12.8g,故答案為:12.8。

練習(xí)冊系列答案
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實驗?zāi)康?/span>

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A

NaOH固體

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B

配制FeCl3溶液

將FeCl3固體溶于適量蒸餾水

C

檢驗溶液中是否含NH

取少量試液于試管中,加入NaOH溶液并加熱,用濕潤的紅色石蕊試紙檢驗產(chǎn)生的氣體

D

驗證鐵的吸氧腐蝕

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A. A B. B C. C D. D

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