【題目】反向燃燒可將二氧化碳變?yōu)槿剂;卮鹣铝袉栴}:

(已知甲烷的標準燃燒熱ΔH=-890 kJ·mol1) 。

(1)科學(xué)家用氮化鎵材料與銅組裝如圖所示的人工光合系統(tǒng),利用該裝置成功地實現(xiàn)了以CO2H2O合成CH4。

寫出銅電極表面的電極反應(yīng)式:_________________________;

該總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:___________________________,

(2)利用CO2H2反應(yīng)可制備CH4

已知氫氣的標準燃燒熱ΔH=-286 kJ·mol1 ;H2O(g) = H2O (l),ΔH=-44kJ·mol1;

則二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲烷和水蒸氣的熱化學(xué)方程式為_____________________

該反應(yīng)能自發(fā)的條件是__________(填高溫或低溫)。

【答案】CO2+8e+8H=CH4+2H2O CO2(g)+2H2O(l)=CH4(g)+2 O 2(g)△H=+890kJ·mol1 CO2(g)+ 4H2(g)=CH4(g)+ 2H2O(g)△H=﹣166kJ·mol1 低溫

【解析】

(1)由電池裝置圖可知,在太陽光作用下形成原電池,電池工作時是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的過程,銅的表面發(fā)生還原反應(yīng),CO2得電子與氫離子反應(yīng)生成甲烷;原電池的總反應(yīng)為甲烷燃燒的逆過程,能量變化為吸熱,以此分析。

(2)寫出方程式CO2g+ 4H2g)=CH4g+ 2H2Og),根據(jù)蓋斯定律結(jié)合已知的熱化學(xué)方程式求出反應(yīng)熱;根據(jù)H-T△S<0,分析反應(yīng)條件。

(1)①由電池裝置圖可知,Cu上二氧化碳得電子生成甲烷,則Cu電極上的電極反應(yīng)為:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O;
因此,本題正確答案是:CO2+8e-+8H+=CH4+2H2O;

②該原電池負極反應(yīng)為4H2O-4e-=8H++2O 2↑,則總反應(yīng)為:CO2+2H2OCH42O 2,該反應(yīng)為甲烷燃燒的逆過程,能量變化為吸熱,根據(jù)甲烷的標準燃燒熱ΔH=-890 kJ·mol-1,可得該總反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO2g+2H2Ol)=CH4g)+2 O 2g)△H=+890kJ·mol1,

因此,本題正確答案是CO2g+2H2Ol)=CH4g)+2 O 2g)△H=+890kJ·mol1。

(2)根據(jù)已知①CO2g+2H2Ol)=CH4g)+2 O 2g)△H=+890kJ·mol1,

H2(g)+O2(g)=H2O(l) H=-286kJ·mol1,

H2O(g) = H2O (l)ΔH=-44kJ·mol1;

根據(jù)蓋斯定律①+②4-2,得到CO2g+ 4H2g)=CH4g+ 2H2Og

H=+890 kJ·mol1+(-286 kJ·mol14﹣(-44 kJ·mol12=﹣166kJ·mol1 ,

根據(jù)H-T△S<0時,反應(yīng)能夠自發(fā)進行,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),ΔH<0,氣體分子數(shù)減小,ΔS<0,所以,低溫有利于反應(yīng)自發(fā)進行,
因此,本題正確答案是CO2g+ 4H2g)=CH4g+ 2H2Og)△H=166kJ·mol1;低溫。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】工業(yè)上生產(chǎn)環(huán)氧乙烷()的反應(yīng)為:2 CH2=CH2(g) +O2(g)2(g) ΔH=-106 kJ·mol-1其反應(yīng)機理如下:①Ag+O2AgO2 慢

②CH2=CH2+AgO2+AgO 快

③CH2=CH2+6AgO2CO2+2H2O+6Ag 快

下列有關(guān)該反應(yīng)的說法正確的是

A. 反應(yīng)的活化能等于106 kJ·mol-1

B. AgO2也是反應(yīng)的催化劑

C. 增大乙烯濃度能顯著提高環(huán)氧乙烷的生成速率

D. 理論上0.7 mol乙烯參與反應(yīng)最多可得到0.6 mol環(huán)氧乙烷

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】ClO2作為一種廣譜型的消毒劑,將逐漸用來取代Cl2成為自來水的消毒劑。已知ClO2是一種易溶于水而難溶于有機溶劑的氣體,如圖是實驗室用于制備和收集一定量較純凈的ClO2的裝置(某些夾持裝置和墊持用品省略)。其中E中盛有CCl4液體(用于除去ClO2中的未反應(yīng)的Cl2)。

1)儀器P的名稱是___。

2)實驗室制備ClO2的原理是用亞氯酸鈉固體與氯氣反應(yīng),寫出D中發(fā)生反應(yīng)的方程式:___。

3B裝置中所盛的試劑是___

4FClO2收集裝置,應(yīng)選用的裝置是___(填序號),其中與E裝置導(dǎo)管相連的導(dǎo)管口是___(填接口字母)。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】對下列圖像描述正確的是

A. 圖①可表示將氨氣通入醋酸溶液至過量過程中溶液導(dǎo)電性的變化

B. 根據(jù)圖②可判斷可逆反應(yīng)A2(g)+3B2(g)2AB3(g)ΔH0

C. 圖③表示等體積、等pH的鹽酸與醋酸溶液分別與足量的鋅粉發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的體積(V)隨時的變化的示意圖

D. 圖④可表示壓強對可逆反應(yīng)A(g)+B(g)2C(g)+D(g)的影響,乙的壓強大

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】酸雨的形成是一種復(fù)雜的大氣化學(xué)和光學(xué)化學(xué)過程,在清潔空氣、污染空氣中形成硫酸型酸雨的過程如下:

下列有關(guān)說法錯誤的是(

A. 光照能引發(fā)酸雨的形成

B. 所涉及的變化均為氧化還原反應(yīng)

C. 污染空氣能加快酸雨的形成

D. 優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)能有效遏制酸雨污染

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列化學(xué)用語正確的是

A. HClO電離 HClO=ClO-+H+

B. CuSO4水解 Cu2++2H2OCu(OH)2↓+2H+

C. NaHCO3電離 NaHCO3Na++HCO3-

D. KF水解 Fˉ+H2OHF+OHˉ

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】四碘化錫(Snl4,M=627g/mol)是一種橙色針狀晶體,遇水易發(fā)生水解,可在非水溶劑中由Snl2直接化合得到,實驗裝置如圖(1)(加熱裝置略去)所示。

實驗步驟如下:

組裝儀器并加入藥品后,通入冷凝水,加熱圓底燒瓶,控制反應(yīng)溫度在80℃左右,保持回流狀態(tài),直到反應(yīng)完全。取下儀器A、B,趁熱將溶液倒入干燥的燒杯中,用熱的CCl4洗滌圓底燒瓶內(nèi)壁和錫片,并將洗滌液合并入燒杯內(nèi)。再將燒杯置于冷水浴中冷卻即析出Snl4晶體。

請回答下列問題:

(1)儀器B的名稱為___________,冷凝水的進口為____________(填)。為了控制反應(yīng)溫度,對圓底燒瓶適宜的加熱方式是____________________。

(2)儀器A中盛放的試劑為無水CaCl2,其作用為____________。

(3)反應(yīng)完全的現(xiàn)象為__________,用熱的CCl4洗滌圓底燒瓶內(nèi)壁和錫片的目的是_______,從燒杯中獲取產(chǎn)品的操作名稱為______________。

(4)產(chǎn)品的純度可用滴定法測定:稱取m g產(chǎn)品,加入足量的水,使產(chǎn)品充分水解[SnI4+(2+x)H2O=SnOxH2O↓+4HI]。將上層清液全部定容于250mL容量瓶中。移取25.00mL于錐形瓶中,加入少量CCl4和幾滴KSCN溶液,用c mol/L的標準FeCl3溶液滴定至終點,平行測定三次,平均消耗標準FeCl3溶液的體積為1mL。(已知:2Fe3++2I-2Fe2++I2)

①下列關(guān)于滴定分析,不正確的是________

a.(2)中為避免滴定管漏液,應(yīng)將凡士林涂在旋塞的a端和旋塞套內(nèi)的c

b.滴定接近終點時,滴定管的尖嘴可以接觸錐形瓶的內(nèi)壁

c.當(dāng)下層溶液變?yōu)樽霞t色且半分鐘不褪色即為滴定終點

d.若不加CCl4,則測得樣品的純度可能偏高

②產(chǎn)品純度的表達式為_________________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】2一氨-3—氯苯甲酸是白色晶體,其制備流程如下:

已知:
回答下列相關(guān)問題

(1)的名稱是__________,2-氨-3-氯苯甲酸中含N官能團的電子式為__________

(2)反應(yīng)①中R代表的是_____________,反應(yīng)②的反應(yīng)類型為_____________

(3)如果反應(yīng)③中KMnO4的還原產(chǎn)物為MnSO4,請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________

(4)A的結(jié)構(gòu)簡式為_____________,⑥的反應(yīng)條件為_____________。

(5)符合下列條件的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為_____________

a.式量比42的苯的同系物;

b.與酸性KMnO4反應(yīng)能生成二元羧酸

c.僅有3種等效氫

(6)事實證明上述流程的目標產(chǎn)物的產(chǎn)率很低;據(jù)此,研究人員提出將步驟⑥設(shè)計為以下三步,產(chǎn)率有了一定提高。

分析產(chǎn)率提高的原因是_____________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫下,將NaOH溶液滴入某一元酸(HA)溶液中,測得混合溶液的pH與離子濃度變化關(guān)系如圖所示[已知:]。下列敘述不正確的是

A. Ka(HA)的數(shù)量級為10-5

B. 滴加NaOH溶液的過程中,保持不變

C. m點所示溶液中:c(H+)+c(Na+)=c(HA)+c(OH-)

D. n點所示溶液中:c(Na+)=c(A-)+c(HA)

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