【题目】研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义.
(1)将CO2与焦炭作用生成CO,CO可用于炼铁等.已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol﹣1
②C(s,石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJmol﹣1
则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为 .
(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H
①该反应的平衡常数表达式为K= .
②取一定体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比为1:3),加入恒容密闭容器中,发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系如图1所示,则该反应的△H(填“>”、“<”或“=”,下同)0.
③在两种不同条件下发生反应,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示,曲线I、Ⅱ对应的平衡常数关系为KⅠKⅡ .
(3)以CO2为原料还可以合成多种物质.①工业上尿素[CO(NH2)2]由CO2和NH3在一定条件下合成,其反应方程式为 . 开始以氨碳比 =3进行反应,达平衡时CO2的转化率为60%,则NH3的平衡转化率为 .
②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,该电极反应的方程式为 .
③将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3 , 已知常温下一水合氨Kb=1.8×10﹣5 , 碳酸一级电离常数Ka=4.3×10﹣7 , 则NH4HCO3溶液呈(填“酸性”、“中性”或“碱性”).
【答案】
(1)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣28.5 kJ?mol﹣1
(2);<;>
(3)2NH3+CO2 CO(NH2)2+H2O;40%;CO2+8e﹣+8H+=CH4+2H2O;碱性
【解析】解:(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJmol﹣1②C(s,石墨)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJmol﹣1根据盖斯定律,①﹣②×3可得:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣28.5kJmol﹣1 , 所以答案是:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=﹣28.5kJmol﹣1;(2)①CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的平衡常数表达式K= ,所以答案是:
;②由甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系图示可知:当反应达到平衡后,升高温度,甲醇的体积分数减小,说明升高温度,化学平衡逆向移动,升高温度平衡向吸热反应方向移动,逆反应方向为吸热反应,所以正反应为放热反应,所以△H<0,所以答案是:<;③曲线Ⅱ比I先达到平衡,说明曲线Ⅱ的反应速率快,平衡时曲线Ⅱ甲醇的物质的量较小,说明平衡向逆反应进行,由于正反应为气体体积减小的反应,不能是增大压强,说明温度曲线Ⅱ>I,由于温度高,CH3OH含量低,说明化学平衡常数KⅠ>KⅡ , 所以答案是:>;(3)①根据质量守恒定律,由CO2和NH3在一定条件下合成尿素[CO(NH2)2]的反应方程式为:2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2O,假设n(CO2)=1 mol,则n(NH3)=3mol,由于达平衡时CO2的转化率为60%,所以反应消耗的n(CO2)=0.6 mol,根据方程式可知反应的NH3的物质的量n(NH3)=1.2 mol,所以氨气的转化率为(1.2 mol÷3mol)×100%=40%,所以答案是:2NH3+CO2
CO(NH2)2+H2O;40%; ②用硫酸溶液作电解质进行电解,CO2在电极上可转化为甲烷,该电极反应的方程式为:CO2+8e﹣+8H+=CH4+2H2O,所以答案是:CO2+8e﹣+8H+=CH4+2H2O;③一水合氨的电离常数大于HCO3﹣的电离常数,可知HCO3﹣水解程度强于NH4+水解出生地,故NH4HCO3溶液呈弱碱性,所以答案是:碱性.
【考点精析】掌握反应热和焓变和化学平衡常数的含义是解答本题的根本,需要知道在化学反应中放出或吸收的热量,通常叫反应热;指在一定条件下的可逆反应里,正反应和逆反应的速率相等,反应混合物中各组分的浓度不变的状态.
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【题目】硫代硫酸钠是一种重要的化工产品。某兴趣小组拟制备硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O)。
Ⅰ.【查阅资料】(1) Na2S2O3·5H2O是无色透明晶体,易溶于水,其稀溶液与BaCl2溶液混合无沉淀生成。 (2)向Na2CO3和Na2S混合溶液中通入SO2可制得Na2S2O3,所得产品常含有少量Na2SO3和Na2SO4。 (3)Na2SO3易被氧化;BaSO3难溶于水,可溶于稀盐酸。
Ⅱ.【制备产品】实验装置如图所示(省略夹持装置):
实验步骤:
(1)检查装置气密性,如图示加入试剂。仪器a的名称是________;E中的试剂是________(选填下列字母编号)。
A.稀H2SO4 B.NaOH溶液 C.饱和NaHSO3溶液
(2)先向C中烧瓶加入Na2S和Na2CO3的混合溶液,再向A中烧瓶滴加浓H2SO4。
(3)待Na2S和Na2CO3完全消耗后,结束反应。过滤C中的混合物,滤液经________(填写操作名称)、结晶、过滤、洗涤、干燥、得到产品。
Ⅲ.【探究与反思】
(1)为验证产品中含有Na2SO3和Na2SO4,该小组设计了以下实验方案,请将方案补充完整。(所需试剂从稀HNO3、稀H2SO4、稀盐酸、蒸馏水中选择)取适量产品配成稀溶液,滴加足量BaCl2溶液,有白色沉淀生成,过滤沉淀向沉淀中加入______,若沉淀未完全溶解,并有刺激性气味的气体产生,则可确定产品中含有Na2SO3和Na2SO4。
(2)为减少装置C中生成Na2SO4的量,在不改变原有装置的基础上对实验步骤Ⅱ(2)进行了改进,改进后的操作是______________________。
(3)Na2S2O3·5H2O的溶解度随温度升高显著增大,所得产品通过________方法提纯。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】用A+、B-、C2-、D、E、F分别表示含有18个电子的几种微粒(离子或分子),请回答下列问题:
(1)A元素是________、B元素是________、C元素是_______(用元素符号表示)。
(2)B的单质可用来制“84”消毒液的主要成分,写出反应的离子方程式________________。
(3)用文字描述比较B、C两元素的非金属性强弱的方法(必要时可用方程式,至少一条):___________________________________。
(4)D是由两种元素组成的双原子分子,用电子式表示其形成过程________________。
(5)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的分子,其与水反应的化学方程式为___________________。
(6)F分子中含有4个原子,既有极性键又有非极性键,其电子式是_________。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】质量数是 37 的原子, 可能有( )
A.19 个质子, 18 个中子, 20 个电子
B.18 个质子, 19 个中子, 18 个电子
C.19 个质子, 18 个中子, 18 个电子
D.17个质子, 20 个中子, 18 个电子
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】从经济效益和环境保护考虑,大量制取Cu(NO3)2最宜采用的方法是( )
A. Cu+HNO3(浓) → Cu(NO3)2 B. CuCuO
Cu(NO3)2
C. Cu+HNO3(稀) → Cu(NO3)2 D. Cu+Hg(NO3)2→ Cu(NO3)2
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】铜及其化合物在生产、生活中有广泛的应用.
(1)铜可采用如下方法制备:火法炼铜:Cu2S+O2 2Cu+SO2
湿法炼铜:CuSO4+Fe═FeSO4+Cu
上述两种方法中,铜元素均被(填“氧化”或“还原”)成铜单质.
(2)印刷电路板上使用的铜需要回收利用.方法一:用FeCl3溶液浸泡印刷电路板制备CuCl22H2O,实验室模拟回收过程如下:
①证明步骤Ⅰ所加FeCl3溶液过量的方法是 .
②步骤2中所加的氧化剂最适宜的是 .
A.HNO3B.H2O2C.KMnO4
③步骤3的目的是使溶液的pH升高到4.2,此时Fe3+完全沉淀,可选用的“试剂1”是 . (写出一种即可)
④蒸发农缩CuCl2溶液时,要滴加浓盐酸,目的是(用化学方程式并结合简要的文字说明),再经冷却、结晶、过滤,得到CuCl22H2O.
方法二:用H2O2和稀硫酸共同浸泡印刷电路板制备硫酸铜时,其热化学方程式是:
Cu(s)+H2O2(l)+H2SO4(nq)═CuSO4(aq)+2H2O(l)△H1=﹣320kJ/mol
又知:2H2O(l)═2H2O(l)+O2(g)△H2=﹣196kJ/mol
H2(g)+ O2(g)═H2O(l)△H3=﹣286kJ/mol
则反应Cu(s)+H2SO4(aq)═CuSO4(aq)+H2(g)的△H= .
(3)欲实现反应Cu+H2SO2═CuSO4+H2 , 在你认为能实现该转化的装置中的括号内,标出电极材料(填“Cu”或“C”)
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】实验中需要 2 mol·L-1的Na2CO3溶液950 mL,配制时,你认为应该选用的容量瓶的规格和称取的碳酸钠质量分别是( )
A. 950 mL,201.4 g B. 500 mL, 286 g
C. 1000 mL,212 g D. 1000mL,201.4 g
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】5﹣氯﹣2,3﹣二氢﹣1﹣茚酮是一种重要的医药中间体.已知:R﹣Cl RCH(COOC2H5)2
RCH2COOH
以化合物A(分子式为C7H7Cl)为原料合成5﹣氯﹣2,3﹣二氢﹣1﹣茚酮(化合物F)工艺流程如下:
A B
D
(1)写出A结构简式 , 反应E→F的反应类型 .
(2)化合物B中加入足量的氢氧化钠水溶液,在高温高压的条件并加合适的催化剂(所有卤素原子参与水解)反应的方程式 .
(3)某化合物是D的同分异构体,能使FeCl3溶液显紫色,且分子中只有3种不同化学环境的氢.写出该化合物的结构简式:(任写一种).
(4)E→F的转化中,会产生一种与F互为同分异构体的副产物,其结构简式为 .
(5)根据已有知识并结合相关信息,写出以化合物F和CH2(COOC2H5)2为有机反应原料制备 的合成路线流程图(注明反应条件).合成路线流程图示例如下: CH3CH2OH
CH2=CH2
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