【題目】二氧化碳的回收利用是環(huán)保領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。

l)在太陽能的作用下CO2為原料制取炭黑的流程如圖所示,總反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________。

2)工業(yè)上可用CO2H2反應(yīng)制得甲醇。在2×105Pa、300℃的條件下CO2H2反應(yīng)生成甲醇和液態(tài)水,當(dāng)消耗2molCO2時(shí)放出98kJ的熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___________。

3)如利用CO2CH4重整可制合成氣(主要成分為CO、H2, 其原理為:CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。在密閉容器中通入物質(zhì)的量均為1molCH4CO2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng)。CH4的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度及壓強(qiáng)(單位Pa)的關(guān)系如圖所示:

①壓強(qiáng):P1_____P2(填“>”、“=”“<”,下同) , y點(diǎn):V_______V

②已知?dú)怏w分壓(P=氣體總壓P×氣體的體積分?jǐn)?shù)。用氣體分壓代替平衡濃度可以得到平衡常數(shù)KP,求X點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)KP=________。

4Na2CO3溶液也通常用來捕獲CO2,發(fā)生如下反應(yīng):CO32-+CO2+H2O2HCO3-,用0.12mol/LNa2CO3溶液若吸收CO2一段時(shí)間后,溶液的pH=7,溶液中c(HCO3-)/c(CO32-)=10,則溶液中的c(CO32-) =__________

5甲醇燃料電池(簡(jiǎn)稱DMFC可作為常規(guī)能源的替代品而備受關(guān)注。DMFC的工作原理如圖所示:

①加入a物質(zhì)的電極是電池的______(填負(fù))極,其電極反應(yīng)式為_______。

②常溫下以該裝置作電源,用情性電極電解NaClCuSO4的混合溶液,當(dāng)電路中通過0.4 mol 電子的電量時(shí),兩電極均得到0.14mol的氣體。若電解后溶液體積為40L,則電解后溶液的pH=_____

【答案】 CO2 C+O2 CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) △H-49kJ·mol-1 > Pa2 0.02mol/L 負(fù) CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+ 11

【解析】(l)700K條件下,CO2FeO發(fā)生反應(yīng)生成CFe3O4,過程1Fe3O4分解生成FeOO2,所以整個(gè)反應(yīng)過程中FeO作催化劑,根據(jù)反應(yīng)物和生成物及反應(yīng)條件書寫方程式為CO2 C+O2;

(2)2×105Pa、300℃的條件下,CO2H2反應(yīng)生成甲醇和水,當(dāng)消耗2molCO2時(shí)放出98kJ的熱量,消耗1molCO2時(shí),反應(yīng)放出熱量49kJ,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)H=-49kJ/mol;

(3)①該反應(yīng)正向?yàn)轶w積增大的方向,壓強(qiáng)越大,CH4的轉(zhuǎn)化率越小,已知相同溫度下,P1條件下的轉(zhuǎn)化率大于P2,則P1P2;壓強(qiáng)為P2時(shí),在Y點(diǎn)反應(yīng)未達(dá)到平衡,則反應(yīng)正向移動(dòng),所以v()v()

CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)

起始物質(zhì)的量(mol) 1 1 0 0

變化物質(zhì)的量(mol) 0.5 0.5 1 1

平衡物質(zhì)的量(mol) 0.5 0.5 1 1

則平衡時(shí):CO2(g)的分壓為P=P,CH4(g) 的分壓為P,CO(g)的分壓為PH2(g)的分壓為P,X點(diǎn)對(duì)應(yīng)溫度下反應(yīng)的平衡常數(shù)KP==Pa2;

(4)設(shè)溶液中的c(CO32-) cmol/L,則反應(yīng)中減小的c(CO32-) (0.12-c)mol/L,生成的c(HCO3-)2(0.12-c)mol/L,根據(jù)c(HCO3-)/c(CO32-)=10,2(0.12-c)÷c=10,解得:c=0.02,即最終溶液中的c(CO32-)0.02mol/L;

(5)①根據(jù)裝置圖分析,a電極處電子流出,做原電池負(fù)極,物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng),負(fù)極為甲醇失去電子,考慮到有H+轉(zhuǎn)移到正極處,則電極產(chǎn)物為CO2H+,則其電極反應(yīng)式為:CH3OH+H2O-6e-═CO2+6H+;
②惰性電極電解NaClCuSO4的混合溶液,電解時(shí),溶液中陽離子向陰極移動(dòng),陰離子向陽極移動(dòng),根據(jù)放電順序,陰極放電順序?yàn)椋?/span>Cu2+,Na+,陽極放電順序?yàn)椋?/span>Cl-,SO42-,當(dāng)電路中通過0.4mol電子的電量時(shí),兩電極均得到0.14mol的氣體,陽極可以得到Cl2,陰極只可以得到H2,陽極可以產(chǎn)生Cl2O2,陰極得到0.14molH2,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.14mol×2=0.28mol,由于電路中通過0.4mol電子,則電解Cu2+時(shí)轉(zhuǎn)移電子數(shù)為0.4mol-0.28mol=0.12mol,陽極可以產(chǎn)生Cl2O2,產(chǎn)生這兩種氣體的物質(zhì)的量一共為0.14mol,轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為0.4mol,則有關(guān)系:n(Cl2)+n(O2)0.14mol、2n(Cl2)+4n(O2)0.4mol,解得:n(Cl2)0.08mol、n(O2)0.06mol,產(chǎn)生0.06molO2,H2產(chǎn)生由水放電而來,電極反應(yīng)為:2H2O+2e-═H2↑+2OH-,產(chǎn)生0.14molH2,溶液中生成0.28molOH-,陽極產(chǎn)生O2OH-放電而來,電極反應(yīng)為:4OH--4e-═O2↑+2H2O,產(chǎn)生0.06molO2消耗0.24molOH-,則溶液中剩余OH-的物質(zhì)的量為0.28mol-0.24mol=0.04mol,電解后溶液的體積為40L,則溶液中c(OH-)==0.001mol/L,則溶液中pOH=-lgc(OH-)=3,所以溶液pH=14-pOH=11。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】2010年上海世博會(huì)主題“城市.讓生活更美好”;2011年“國際化學(xué)年”的主題是“化學(xué),我們的生活,我們的未來”;2013年1月全國大部分地區(qū)出現(xiàn)霧霾天氣,北京PM2.5濃度達(dá)993,系中國有該監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)以來最高的一次。“拯救人類的最后機(jī)會(huì)”只有節(jié)能減排,下列屬最有希望的新能源是 (   )

①天然氣、诿骸、凼汀、芩堋、萏柲堋、薜?zé)崮堋、唢L(fēng)能、鄽淠堋                 

A.①②③④ B.⑤⑥⑦⑧ C.③④⑤⑥ D.除①②外

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】結(jié)合圖判斷下列敘述正確的是

A. III中正極均被保護(hù)

B. III中負(fù)極反應(yīng)均是Fe-2e-=Fe2+

C. III中正極反應(yīng)均是O2+2H2O+4e-=4OH-

D. III中分別加入少量氯水和KSCN溶液均變紅色

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】回答下列問題
(1)現(xiàn)有下列十種物質(zhì):①O2;②Fe;③CaO;④CO2;⑤H2SO4;⑥Ba(OH)2;⑦紅褐色的氫氧化鐵膠體;⑧硫酸鈉溶液;⑨稀硝酸;⑩Cu2(OH)2CO3 . (i)按物質(zhì)的樹狀分類法填寫表格的空白處:

分類標(biāo)準(zhǔn)

金屬單質(zhì)

氧化物

溶液

膠體

屬于該類的物質(zhì)

⑧⑨

(ii)上述物質(zhì)中屬于非電解質(zhì)的有;上述物質(zhì)中能與鹽酸反應(yīng)的電解質(zhì)有(填序號(hào)).
(2)(i)在 KClO3+6HCl(濃)=KCl+3Cl2↑+3H2O 的反應(yīng)中,氧化劑是 , 還原產(chǎn)物是 , 氧化產(chǎn)物與還原產(chǎn)物的質(zhì)量比是 . (ii)在反應(yīng)MnO2+4HCl=MnCl2+Cl2↑+2H2O中,每生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下4.48LCl2 , 轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】利用鉆渣[Co(OH)2、Fe2O3、Al2O3、MnO)可以來制取鉆的氧化物和CoCl2·6H2O,工藝流程如圖所示:

部分陽離于以氫氧化物形式沉淀時(shí)溶液的pH見下表:(金屬離子濃度為:0.01mol/L)

沉淀物

Fe(OH)3

Fe(OH)2

Co(OH)2

Al(OH)3

Mn(OH)2

開始沉淀

2.7

7.6

7.6

4.0

7.7

完全沉淀

3.7

9.6

9.2

5.2

9.8

②CoCl2·6H2O熔點(diǎn)為86℃,加熱至110~120℃時(shí),失去結(jié)晶水生成無水氯化鈷。

回答下列問題:

(1)浸出液含有的陽離子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、A13+等,浸出過程中Co(OH)3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為________。

(2)流程中加人適量的NaClO3的作用是___________若加入NaClO3過量,可能產(chǎn)生有毒氣體,寫出生成該有毒氣體的離子方程式___________________

(3)加入Na2CO3調(diào)節(jié)溶液的pH=a,a的范圍最好是___________。沉淀的主要成分是______。

(4)萃取劑對(duì)金屬離子的萃取率與pH的關(guān)系如圖所示。濾液中加入萃取劑的目的是________;其使用的最佳pH范圍是________。

A. 2.02.5 B. 3.03.5 C. 4.04.5 D. 5.05.5

(5)“操作1”中包含3個(gè)基本實(shí)驗(yàn)操作,它們依次是______、______和過濾。

(6)隔絕空氣加熱CoC2O4生成CoO和碳的氧化物,對(duì)應(yīng)的化學(xué)方程式為_______________

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定溫度下,在1L恒容密閉容器中加入lmolN2(g)和3molH2(g)發(fā)生反應(yīng):N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) H<0, NH3的物質(zhì)的量與時(shí)間的關(guān)系如下表所示,下列說法錯(cuò)誤的是

時(shí)間(min)

0

t1

t2

t3

NH3物質(zhì)的量(mol)

0

0.2

0.3

0.3

A. 0t1min,v(NH3)=mol·L-1·min-1

B. 升高溫度,可使正反應(yīng)速率減小,逆反應(yīng)速率增大,故平衡逆移

C. N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)的活化能小于2NH3(g) N2(g)+3H2(g)的活化能

D. t3時(shí)再加入1molN2(g)3molH2(g),反應(yīng)達(dá)新平衡時(shí),c(N2)>0.85mol·L-1

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】CO2通入BaCl2溶液中并不產(chǎn)生沉淀,在下圖右側(cè)的Y形管中放置合適的藥品,進(jìn)行合理操作,在BaCl2溶液中可以看到白色沉淀.右側(cè)Y形管中放的藥品是

A. Cu和濃硝酸 B. CaO和濃氮水 C. Na2SO3和較濃硫酸 D. KMnO4溶液和濃鹽酸

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列關(guān)于原電池的敘述中正確的是(  )。

A.正極和負(fù)極必須是兩種不同的金屬

B.電子流入的一極為正極

C.原電池工作時(shí),正極和負(fù)極上發(fā)生的都是氧化還原反應(yīng)

D.鋅、銅和鹽酸構(gòu)成的原電池工作時(shí),鋅片上有6.5 g鋅溶解,正極上就有0.1 g氫氣生成

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】實(shí)驗(yàn)室中一瓶固體M的標(biāo)簽右半部分已被腐蝕,剩余部分只看到“NaS”字樣(如圖所示)。已知固體M只可能是Na2S、Na2SO3、Na2SiO3、Na2SO4中的一種若取少量固體M配成稀溶液進(jìn)行有關(guān)實(shí)驗(yàn),下列說法不正確的是

A. 只用鹽酸一種試劑就可以確定該固體M的成分

B. 往溶液中通入二氧化碳,若有白色沉淀生成,則固體MNa2SiO3

C. 常溫時(shí)用pH試紙檢驗(yàn),若pH =7,則固體M一定是Na2SO4

D. 往溶液中加入稀硝酸酸化的BaCl2溶液,若有白色沉淀生成,則固體MNa2SO4

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