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研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等。
①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 =" +173.0" kJ·mol-1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为                                 
②某含C、H、O三种元素的有机物A,经测定碳的质量分数为52.16%,氢的质量分数13.14%,它可以作燃料电池(以KOH溶液为电解液)的原料,写出该电池的负极反应式                       
(2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,发生反应:
CO2(g) +3H2(g)  CH3OH(g) +H2O(g) △H =-49.0 kJ·mol-1
回答问题:
①该反应的平衡常数表达式为                        
②把0.5mol的CO2和1.5mol的H2充入2L的密闭容器中,半分钟后测得c(H2)=0.15mol/L,用CH3OH表示该反应的速率:v(CH3OH)=               
③如图,在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E2的变化是         (填“增大”, “减小”或“不变”)

(1)①Fe2O3(s) +3 CO(g)=" 2Fe(s)" +3CO2(g)  △H=" -30" kJ·mol-1(2分)
②C2H5OH —12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O(2分)
(2)①K=[c(CH3OH) ?c(H2O)]/ [c(CO2) ?c3(H2)] (1分)
②0.4 mol/(L?min) (1分)
③减小(1分)

解析试题分析:(1)根据盖斯定律,把方程式(2)移向,然后乘以3,和方程式(1)相加,可得Fe2O3(s) +3 CO(g)=" 2Fe(s)" +3CO2(g) △H =  -173×3+489=" -30" kJ·mol-1  ;②n(C)=52.16/12=4.34,n(H)=13.14,n(O)=(100-52.16-13.14)/16=2.17,4.34:13.14:2.17=2:6:1,可以确定燃料为乙醇,乙醇作负极,失电子发生氧化反应,在碱性条件下产物为碳酸根,C2H5OH —12e- + 16OH- = 2CO32- + 11H2O
(2)v(H2)=(0.75-0.15)/0.5=1.2mol/L,根据速率之比等于方程式系数,可得甲醇的速率为氢气的1/3,即0.4 mol/(L?min),加入催化剂,可以降低活化能,E1、E2都减小。
考点:考查热方程的书写、盖斯定律、原电池、化学反应原理

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

氨是重要的化工产品和化工原料。
(1)氨的电子式是                
(2)已知:

①合成氨的热化学方程式是   
②降低温度,该反应的化学平衡常数K           .(填“增大”、“减小’’或“不变”)。
(3)有人设想以N2和H2为反应物,以溶有A的稀盐酸为电解质溶液,可制造出既能提供电能,又能固氮的新型燃料电池,装置如图l所示。
电池正极的电极反应式是                        ,A是              

(4)用氨合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+ H2O(g)。工业生产时,原料气带有水蒸气。图2表示CO2的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。
①曲线I、II、III对应的水碳比最大的是                    
②测得B点氨的转化率为40%,则x1                   

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

作为国家正在实施的“西气东输”工程终点站——上海将逐步改变以煤、石油为主的能源结构,这对解决城市环境污染意义重大。
(1)目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气,浦东新区居民
开始使用东海天然气作为民用燃料,管道煤气的主要成分是CO、H2和少量
烃类,天然气的主要成分是CH4,它们燃烧的化学方程式为:
2CO+O2 2CO2 2H2+O22H2O CH4+2O2CO2+2H2O
根据以上化学方程式判断:燃烧相同体积的管道煤气和天然气,消耗空气体积较大的是    ,因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气,灶具的改进方法是   进风口(填“增大”或“减小”),如不作改进可能产生的不良结果是               
(2)管道煤气中含有的烃类,除甲烷外,还有少量乙烷、丙烷、丁烷等,它们的某些性质如下:

 
乙烷
丙烷
丁烷
熔点/℃
-183.3
-189.7
-138.4
沸点/℃
-88.6
-42.1
-0.5
 
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小,并且呈断续状态的原因是___________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

碳和硅属于同主族元素,在生活生产中有着广泛的用途。
(1)甲烷可用作燃料电池,将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池,通入CH4的一极,其电极反应式是                 
CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染,有望解决汽车尾气污染问题,反应如下:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-574kJ·mol1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-1160kJ·mol1
则NO2被甲烷还原为N2的热化学方程式为_____________________________________
(2)已知H2CO3 HCO3+ H   Ka1(H2CO3)=4.45×10-7
HCO3CO32+H               Ka2(HCO3)=5.61×10-11
HAH+A                  Ka(HA)=2.95×10-8
请依据以上电离平衡常数,写出少量CO2通入到NaA溶液中的离子方程式
___________________________。
(3) 在T温度时,将1.0molCO2和3.0molH2充入2L密闭恒容器中,可发生反应的方程式为CO2 (g) + 3H2(g) CH3OH(g) + 2H2O(g) 。充分反应达到平衡后,若容器内的压强与起始压强之比为a :1,则CO2转    化率为______,当a=0.875时,该条件下此反应的平衡常数为_______________(用分数表示)。
(4)氮化硅(Si3N4)是一种新型陶瓷材料,它可由石英(SiO2)与焦炭在高温的氮气流中反应生成,已知该反应的平衡常数表达式K=[c(CO)]6/[c(N2)]2,若已知CO生成速率为v(CO)=6mol·L-1·min-1,则N2消耗速率为v(N2)=           ;该反应的化学方程式为________________________________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用。
(1)SO2Cl2常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知:SO2Cl2(g)SO2(g)+Cl2(g) △H=+97.3 kJ·mol-1。某温度时向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0. 20mol SO2Cl2,达到平衡时,容器中含0.18mol SO2,则此过程反应吸收的热量为_____kJ,该温度时反应的平衡常数为_____。将上述所得混合气体溶于足量BaCl2溶液中,最终生成沉淀的质量为_______。
(2)工业上制备硫酸的过程中存在反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-198kJ·mol-1400℃,1.01×105Pa,向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO2和O2,n(SO3)和n(O2)随时间的变化曲线如图所示。

①0~20min反应的平均速率υ(O2)=___________。
②下列叙述正确的是        
a.A点υ(SO2)>υ(SO2)
b.B点处于平衡状态
c.C点和D点n(SO2)相同
d.其它条件不变,500℃时反应达平衡,n(SO3)比图中D点的值大
(3)工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol·L-1的Na2SO3溶液,当溶液pH约为6时,Na2SO3溶液吸收SO2的能力显著下降,应更换吸收剂。此时溶液中c (SO32)的浓度是0.2 mol·L-1,则溶液中c(HSO3)是_________mol·L-1

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

中科院大气研究所研究员张仁健课题组与同行合作,对北京地区PM2.5化学组成及来源的季节变化研究发现,北京PM2.5有6个重要来源,其中,汽车尾气和燃煤分别占4%、18%

(1)用于净化汽车尾气的反应为:2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g),已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059,但反应速率极慢。下列说法正确的是:________

A.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
B.提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C.增大压强,上述平衡右移,故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率
D.提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
(2)CO对人类生存环境的影响很大,CO治理问题属于当今社会的热点问题。镍与CO反应的化学方程式为Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g),镍与CO反应会造成镍催化剂中毒。为防止镍催化剂中毒,工业上常用SO2除去CO,生成物为S和CO2。已知相关反应过程的能量变化如图所示

则用SO2除去CO的热化学方程式为  _____________________________________。
(3)NH3催化还原氮氧化物(SCR)技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。发生的化学反应是:2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)△H<0。为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是(任意填一种)____________________。
(4)利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下:
 
反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl,反应Ⅱ的离子方程式是 ________________。若有11.2L N2生成(标准状况),共消耗NO _________________ g。
(5)工业废气中含有的NO2还可用电解法消除。用NO2为原料可制新型绿色硝化剂N2O5。制备方法之一是先将NO2转化为N2O4,然后采用电解法制备 N2O5,装置如图所示。 Pt乙为 _____极,电解池中生成N2O5的电极反应式是________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

在一个小烧杯里加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体[Ba(OH)2·8H2O],将小烧杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向烧杯内加入约10 g氯化铵晶体,并立即用玻璃棒迅速搅拌。试回答下列问题:
(1)写出反应的化学方程式:______________。
(2)实验要立即用玻璃棒迅速搅拌的原因是_________________。
(3)如果实验中没有看到“结冰”现象,可能的原因是__________________________(答出三个或三个以上原因)。
(4)如果没有看到“结冰”现象,我们还可以采取哪些方式来说明该反应吸热?__________________________________________________________________________________________(答出两种方案)。
(5)“结冰”现象说明反应是一个________(填“放出”或“吸收”)能量的反应,即断开旧化学键________(填“放出”或“吸收”)能量____________(填“>”或“<”)形成新化学键________(填“吸收”或“放出”)的能量。
(6)该反应在常温下就可以进行,说明______________________。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以估算化学反应的反应热(ΔH),化学反应的ΔH等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。

化学键
Si—O
Si—Cl
H—H
H—Cl
Si—Si
Si—C
键能/kJ·mol-1
460
360
436
431
176
347
 
请回答下列问题:
(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)。
SiC    Si;SiCl4    SiO2。 
(2)如图立方体中心的“”表示硅晶体中的一个原子,请在立方体的顶点用“”表示出与之紧邻的硅原子。

(3)工业上用高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)Si(s)+4HCl(g),该反应的反应热ΔH=   kJ/mol。 

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

下图是煤化工产业链的一部分,试运用所学知识,解决下列问题:

Ⅰ.已知该产业链中某反应的平衡常数表达式为:K=,写出它所对应反应的化学方程式:                                  
                                                      。 
Ⅱ.二甲醚(CH3OCH3)在未来可能替代柴油和液化气作为洁净液体燃料使用。工业上以CO和H2为原料生产CH3OCH3。工业制备二甲醚在催化反应室中(压力2.0~10.0 MPa,温度230~280 ℃)进行下列反应:
①CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
ΔH1="-90.7" kJ·mol-1
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH2="-23.5" kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)
ΔH3="-41.2" kJ·mol-1
(1)写出催化反应室中三个反应的总反应的热化学方程式:                          
(2)在某温度下,2 L密闭容器中发生反应①,起始时CO、H2的物质的量分别为2 mol和6 mol,3 min后达到平衡,测得CO的转化率为60%,则3 min内CO的平均反应速率为        。若同样条件下起始时CO物质的量为4 mol,达到平衡后CH3OH为2.4 mol,则起始时H2    mol。
(3)下列有关反应③的说法正确的是    
A.在体积可变的密闭容器中,在反应③达到平衡后,若加压,则平衡不移动、混合气体平均相对分子质量不变、混合气体密度不变
B.若830 ℃时反应③的K=1.0,则在催化反应室中反应③的K>1.0
C.某温度下,若向已达平衡的反应③中加入等物质的量的CO和H2O(g),则平衡右移、平衡常数变大
(4)为了寻找合适的反应温度,研究者进行了一系列实验,每次实验保持原料气组成、压强、反应时间等因素不变,实验结果如图,

则CO转化率随温度变化的规律是                                         
其原因是                                                    

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