(14分)研究CO2的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。
(1)已知石墨的標準燃燒熱為y kJ·mol-1,1.2g石墨在1.68L(標準狀況)氧氣中燃燒,至反應物耗盡,放出x kJ熱量。則石墨與氧氣反應生成CO的熱化學方程式為 ,
(2)高溫時,用CO還原MgSO4可制備高純MgO。
①750℃時,測得氣體中含等物質(zhì)的量SO2和SO3,此時反應的化學方程式是 。
②由MgO可制成“鎂—次氯酸鹽”燃料電池,其裝置示意圖如圖1,該電池反應的離子方程式為 。
圖1 圖2 圖3
(3)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學方程式為:
CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) △H
①該反應的平衡常數(shù)表達式為K= 。
②取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1∶3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應,反應相同時間后,測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應溫度T的關(guān)系曲線如圖2所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應的ΔH (填“>” “<”或“=”)0。
③在兩種不同條件下發(fā)生反應,測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間變化如圖3所示,曲線I、Ⅱ?qū)钠胶獬?shù)大小關(guān)系為KⅠ KⅡ(填“>” “<”或“=”)。
④一定溫度下,在容積相同且固定的兩個密閉容器中,按如下方式投入反應物,一段時間后達到平衡。
容 器 | 甲 | 乙 |
反應物 投入量 | 1molCO2 3molH2 | a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
(1)C(石墨) +1/2O2(g) = CO(g) △H 2=" -(20x-y)" kJ·mol-1(2分)
(2)①2MgSO4 + CO ="====" 2MgO + SO2 + CO2 + SO3(2分)。
②Mg + ClO- + H2O = Cl- + Mg(OH)2(2分)。
(3)① (2分)
②< (2分)
③> (2分)
④0.4< c≤1 (2分)
解析試題分析:(1)該反應式可由C(石墨)+O2(g)=CO2(g);△H1=-y kJ·mol-1,和C(石墨) +1/2O2(g) = CO(g);此反應碳過量,氧氣不足,所以只反應了1.68/22.4=0.075mol,而1mol的反應放熱應該為x*(1.5/0.075)=20x;再根據(jù)蓋斯定理,△H 2="-(20x-y)" kJ·mol-1,最終答案為C(石墨) +1/2O2(g) = CO(g) △H 2=" -(20x-y)" kJ·mol-1;(2)①根據(jù)電子得失守恒,確定硫酸鎂與二氧化硫和三氧化硫的計量數(shù),再寫方程。2MgSO4 + CO ="====" 2MgO + SO2 + CO2 + SO3。②先可以從圖中看出得失電子的離子,再確定正負極的電極方程式,最后寫總反應式:Mg + ClO- + H2O = Cl- + Mg(OH)2。(3)①根據(jù)公式可以寫出:,②由圖二可知,ΔH<0,該反應正反應是放熱反應,溫度升高,反應速率和限度均會增大,但是溫度升高到一定程度,反應向吸熱反應即逆反應方向的趨勢越來越大,使得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)反而減小。③根據(jù)圖像可知,I的甲醇的物質(zhì)的量大,轉(zhuǎn)化率高,所以在計算時,平衡常數(shù)的公式中,平衡常數(shù)大小關(guān)系為KⅠ>KⅡ。④根據(jù)化學平衡反應進行計算如下:
CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g)
始 1mol 3mol 0 mol 0 mol
變 x mol 3x mol x mol x mol
終 1-x 3-3x x x
由于壓強是原來的0.8 ,所以[(1-x)+(3-3x)+x+x]/4=0.8算得x=0.4mol,根據(jù)等體積的等效平衡,各物質(zhì)的量相同才可以,所以c的最大值是1mol,而保持平衡一開始向逆方向移動,所以c大于0.4mol。
考點:熱化學方程式及方程式的書寫,化學平衡
點評:本題綜合熱化學方程式的書寫,蓋斯定理和化學平衡狀態(tài)的判斷和計算,整體難度不大,計算也是使用較常規(guī)的三段式的方法,關(guān)鍵在于抓住等體積時等效平衡需要物質(zhì)的量與原體系相同,兩者才等效。
科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解
1 |
2 |
(x-0.04y) |
0.06 |
1 |
2 |
(x-0.04y) |
0.06 |
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| ||
C(CH3OH)C(H2O) |
C(CO2)C3(H2) |
C(CH3OH)C(H2O) |
C(CO2)C3(H2) |
容 器 | 甲 | 乙 |
反應物 投入量 |
1molCO2 3molH2 |
a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
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科目:高中化學 來源: 題型:閱讀理解
c(CH3OH)c(H2O) |
c(CO2)c3(H2) |
c(CH3OH)c(H2O) |
c(CO2)c3(H2) |
容 器 | 甲 | 乙 |
反應物投入量 | 1molCO2、3molH2 | a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
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科目:高中化學 來源: 題型:
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科目:高中化學 來源:2014屆江蘇省宿遷市高三上學期第一次摸底考試化學試卷(解析版) 題型:填空題
研究CO2的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要意義。
(1)將CO2與焦炭作用生成CO,CO可用于煉鐵等。
已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g) △H 1=+489.0 kJ·mol-1
C(石墨)+CO2(g)=2CO(g) △H 2=+172.5 kJ·mol-1
則CO還原Fe2O3(s)的熱化學方程式為 。
(2)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學方程式為:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H
①該反應的平衡常數(shù)表達式為K= 。
②取一定體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比為1∶3),加入恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應。反應過程中測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應溫度T的關(guān)系如圖所示,則該反應的ΔH 0(填“>”、“<”或“=”)。
③在兩種不同條件下發(fā)生反應,測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間變化如圖所示,曲線I、Ⅱ?qū)钠胶獬?shù)大小關(guān)系為KⅠ KⅡ(填“>”、“<”或“=”)。
(3)以CO2為原料還可以合成多種物質(zhì)。
①工業(yè)上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定條件下合成,其反應方程式為 。當氨碳比=3,達平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,則NH3的平衡轉(zhuǎn)化率為
。
②用硫酸溶液作電解質(zhì)進行電解,CO2在電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷,該電極反應的方程式為 。
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科目:高中化學 來源:2012-2013學年江蘇省蘇南四校高三12月月考試化學試卷(解析版) 題型:填空題
(14分)研究CO2的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。
(1)已知石墨的標準燃燒熱為y kJ·mol-1,1.2g石墨在1.68L(標準狀況)氧氣中燃燒,至反應物耗盡,放出x kJ熱量。則石墨與氧氣反應生成CO的熱化學方程式為 ,
(2)高溫時,用CO還原MgSO4可制備高純MgO。
①750℃時,測得氣體中含等物質(zhì)的量SO2和SO3,此時反應的化學方程式是 。
②由MgO可制成“鎂—次氯酸鹽”燃料電池,其裝置示意圖如圖1,該電池反應的離子方程式為 。
圖1 圖2 圖3
(3)二氧化碳合成甲醇是碳減排的新方向,將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇的熱化學方程式為:
CO2(g) +3H2(g) CH3OH(g) +H2O(g) △H
①該反應的平衡常數(shù)表達式為K= 。
②取五份等體積CO2和H2的混合氣體(物質(zhì)的量之比均為1∶3),分別加入溫度不同、容積相同的恒容密閉容器中,發(fā)生上述反應,反應相同時間后,測得甲醇的體積分數(shù)φ(CH3OH)與反應溫度T的關(guān)系曲線如圖2所示,則上述CO2轉(zhuǎn)化為甲醇反應的ΔH (填“>” “<”或“=”)0。
③在兩種不同條件下發(fā)生反應,測得CH3OH的物質(zhì)的量隨時間變化如圖3所示,曲線I、Ⅱ?qū)钠胶獬?shù)大小關(guān)系為KⅠ KⅡ(填“>” “<”或“=”)。
④一定溫度下,在容積相同且固定的兩個密閉容器中,按如下方式投入反應物,一段時間后達到平衡。
容 器 |
甲 |
乙 |
反應物 投入量 |
1molCO2 3molH2 |
a molCO2、b molH2、 c molCH3OH(g)、c molH2O(g) |
若甲中平衡后氣體的壓強為開始時的0.8倍,要使平衡后乙與甲中相同組分的體積分數(shù)相等,且起始時維持反應逆向進行,則c的取值范圍為 。
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