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合理利用资源,降低碳的排放,实施低碳经济是今后经济生活主流方向。
⑴下列措施不利于有效减少二氧化碳排放的是     
A.植树造林,保护森林,保护植被
B.加大对煤和石油的开采,并鼓励使用石油液化气
C.推广使用节能灯和节能电器,使用空调时夏季温度不宜设置过低,冬天不宜过高
D.倡导出行时多步行和骑自行车,建设现代物流信息系统,减少运输工具空驶率
⑵科学家致力于二氧化碳的“组合转化”技术研究,如将CO2和H2以1∶4比例混合通入反应器,适当条件下反应可获得一种能源。完成以下化学方程式:CO2+4H2       +2H2O。
⑶CO2合成生产燃料甲醇(CH3OH)是碳减排的新方向。进行如下实验:某温度下在1 L的密闭容器中,充2 mol CO2和6 mol H2,发生:CO2(g)+3H2(g )CH3OH(g)+H2O(g)能判断该反应已达化学反应限度标志的是      (填字母)。
A.CO2百分含量保持不变
B.容器中H2浓度与CO2浓度之比为3:1
C.容器中混合气体的质量保持不变
D.CO2生成速率与CH3OH生成速率相等
现测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如左下图所示。从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=          mol/(L·min)。
   
⑷CO在催化作用下也能生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);已知密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如右上图所示。
①若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA        tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为VAL,则A、B两点时容器中,n(A)︰n(B)=          
⑸以KOH为电解质的甲醇燃料电池总反应为:2CH3OH+3O2+4KOH= 2K2CO3+6H2O,通入甲醇的电极为燃料电池的负极,正极发生的电极反应式为                    

⑴B   ⑵CH4    ⑶AD    0.375  ⑷①大于       ②5:4 ⑸O2+2H2O+4e=4OH

解析试题分析:(1)A、植树造林,保护森林,保护植被,可以吸收CO2,减少CO2的排放,A正确;B、石油和煤等均是化石燃料,不可再生,因此加大对煤和石油的开采,并鼓励使用石油液化气是不正确的,B不正确;C、推广使用节能灯和节能电器,使用空调时夏季温度不宜设置过低,冬天不宜过高,有利于节能减排,C正确;D、倡导出行时多步行和骑自行车,建设现代物流信息系统,减少运输工具空驶率,有利于节能减排,D正确,答案选B。
(2)根据原子守恒可知,反应中另外一种生成物是甲烷,即CO2+4H2CH4+2H2O。
(3)在一定条件下,当可逆反应的正反应速率和逆反应速率相等时(但不为0),反应体系中各种物质的浓度或含量不再发生变化的状态,称为化学平衡状态,则A、CO2百分含量保持不变可以说明反应达到平衡状态,A正确;B、平衡时浓度不再发生变化,但各物质的浓度之间不一定相等或满足某种关系,因此容器中H2浓度与CO2浓度之比为3:1不能说明反应达到平衡状态,B不正确;C、根据质量守恒定律可知容器中混合气体的质量始终保持不变,不能说明达到平衡状态,C不正确;D、CO2生成速率与CH3OH生成速率相等满足反应速率之比是相应的化学计量数之比,且反应速率是相反的,因此可以说明达到平衡状态,D正确,答案选AD;根据图像可知反应进行到12min时达到平衡状态,此时生成甲醇的浓度是1.5mol/L。所以根据方程式可知消耗氢气的浓度是1.5mol/L×3=4.5mol/L,所以氢气表示的反应速率为4.5mol/L÷12min=0.375 mol/(L·min)。
(4)①升高温度,反应速率增大,反应开始到达平衡状态所需的时间要少,所以反应开始到达平衡状态所需的时间tA大于tC
②A点CO的转化率为0.5,则参加反应的CO为10mol×0.5=5mol,则:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)气体物质的量减少
1                                                   2
5mol                                            10mol
故A点平衡时,混合气体总的物质的量=10mol+20mol-10mol=20mol
B点CO的转化率为0.7,则参加反应的CO为10mol×0.7=7mol,则:
CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)气体物质的量减少
1                                    2
7mol                               14mol
故B点平衡时,混合气体总的物质的量=10mol+20mol-14mol=16mol
故A、B两点时容器内总气体的物质的量之比n(A):n(B)=20mol:16mol=5:4。
(5)原电池中负极失去电子发生氧化反应,正极得到电子发生还原反应,所以在该原电池中氧气在正极通入,电解质溶液显碱性,则正极电极反应式为O2+2H2O+4e=4OH
考点:考查环境保护、平衡状态判断以及可逆反应的有关计算、电极反应式的书写等

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(14分)氢是一种重要的非金属元素。氢的单质及其化合物在科学研究和工业生产中有着广泛而重要的作用。
(1)某硝酸厂处理尾气中NO的方法是:催化剂存在时用H2将NO还原为N2
已知:

则H2还原NO生成氮气和水蒸气的热化学方程式是:
                                                  
(2)在一定条件下,用H2将二氧化碳转化为甲烷的反应如下:
CO2(g)+4H2 (g) CH4 (g)+2H2O(g)
向一容积为2 L的恒容密闭容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2 0.2mol·L1,H2 0.8mol·L1,CH40.8mol·L1,H2O1.6mol·L1。则CO2的平衡转化率为   。上述反应的平衡常数表达式K=     。200℃时该反应的平衡常数K=64.8,则该反应的△H   0(填“>’’或“<”)。
(3)某研究小组以H2与CaCl2制备某种钙的化合物。已知反应只生成甲、乙两种化合物。对产物分析发现:化合物甲的组成中钙、氯元素的质量分数分别为52.29%、46.41%,化合物乙的水溶液显酸性。请回答下列问题:
①乙的化学式为            
②甲与水反应可得H2,其化学方程式是:
                                
(4)H2的获得途径很多,由哈工大研究小组设计的微生物电解有机废水法,既可以清除废水中的有机杂质,同时可以获得氢气。下图为一种处理含甲醇工业废水的微生物电解池,写出电解过程中,阳极发生的电极反应式:                 

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(14分)工业上以乙苯为原料生产苯乙烯的反应如下(Ph代表苯基):
Ph—CH2CH3(g)Ph—CH=CH2(g)+H2(g) △H
某研究小组为探究温度等因素对该反应的产率影响,在容积可变的密闭容器中分别作了四组实验,实验结果如下图a、b所示。

(1)根据反应及上图(a),判断△H     0(填“<”“=”或“>”,下同),△S    0;请选择经济、且适宜的反应温度:        
(2)下列事实可以说明该反应已达平衡的是          
A.混合气体的密度不再变化
B.氢气的体积分数保持不变
C.氢气、苯乙烯的生成速率之比保持不变
D.单位时间内消耗的n(乙苯)等于生成的n(H2)
(3)从压强因素分析,为提高乙苯的转化率,应采用      的生产条件。实际工业生产中常采用通入水蒸气的方法。水蒸气的含量对反应的影响结果如上图(b)所示。
①在做这四组实验时,应该采用的其他实验条件是           
A.反应温度相同         B.采用不同的催化剂
C.压强都控制在常压下    D.反应相同时间时测定实验数据
②图(b)表明:                           

③一定温度下,在恒压密闭容器中,通入一定量n(H2O)/n(乙苯)=7:1的气体,发生上述反应,在t1时刻达到平衡。保持其他条件不变,此时分离出一定量的水蒸气,在t2时刻重新达到平衡,请在右图中画如反应再次达到平衡过程的图像。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(16分)影响化学反应速率的因素很多,某校化学小组用实验的方法进行探究。
实验一:他们只利用Cu、Fe、Mg和不同浓度的硫酸(0.5 mol·L-1、2 mol·L-1、18.4 mol·L-1)设计实验方案来研究影响反应速率的因素。甲同学的实验报告如下表:

实验步骤
现象
结论
①分别取等体积的2 mol·L-1的硫酸于试管中
反应速率Mg>Fe,Cu不反应
金属的性质越活泼,反应速率越快
②____________
 
反应物浓度越大,反应速率越快
(1)甲同学表中实验步骤②为_________________________________________。
(2)甲同学的实验目的是_____________;要得出正确的实验结论,还需控制的实验条件是____________。乙同学为了更精确地研究浓度对反应速率的影响,利用如图所示装置进行定量实验。

(3)乙同学在实验中应该测定的数据是___________________________________________________。
(4)乙同学完成该实验应选用的实验药品是________,该实验中不选用某浓度的硫酸,理由是___________。
实验二:已知 2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4===K2SO4+2MnSO4+8H2O+10CO2↑,在高锰酸钾酸性溶液和草酸溶液反应时,发现开始一段时间,反应速率较慢,溶液褪色不明显;但不久突然褪色,反应速率明显加快。
(5)针对上述实验现象,丙同学认为KMnO4与H2C2O4反应放热,导致溶液温度升高,反应速率加快。从影响化学反应速率的因素看,你猜想还可能是______________的影响。
(6)若用实验证明你的猜想,除高锰酸钾酸性溶液、草酸溶液外,还需要选择的试剂最合理的是________(填字母)。
A.硫酸钾       B.硫酸锰             C.二氯化锰                  D.水

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(16分)碳及其化合物与人类生产、生活密切相关。请回答下列问题:
(1)在化工生产过程中,少量CO的存在会引起催化剂中毒。为了防止催化剂中毒,常用SO2将CO氧化SO2被还原为S。
已知: C(s)+(g)=CO(g)ΔH1=-126.4kJ/mol        ①
C(s)+O2(g)=CO2(g)  ΔH2= -393.5kJ·mol-1       ②
                 S(s)+O2(g)=SO2(g)   ΔH3= -296.8kJ·mol-1         ③
则SO2氧化CO的热化学反应方程式:                              
(2)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。

①CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图1所示,该反应ΔH     0(填“>”或“ <”)。
图2表示CO的转化率与起始投料比[ n(H2)/n(CO)]、温度的变化关系,曲线I、II、III对应的平衡常数分别为K1、K2、K3,则K1、K2、K3的大小关系为         ;测得B(X1,60)点氢气的转化率为40%,则x1=        
②在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气,一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是      (填序号)。

A.正反应速率先增大后减小B.逆反应速率先增大后减小
C.化学平衡常数K值增大D.反应物的体积百分含量增大
E. 混合气体的密度增大
③一定条件下,将2molCO和2molH2置于容积为2L固定的密闭容器中发生上述反应,反应达到平衡时CO与H2体积之比为2∶1,则平衡常数K=              
(3)最新研究发现,用隔膜电解法可以处理高浓度乙醛废水。
原理:使用惰性电极电解,乙醛分别在阴、阳极转化为乙醇和乙酸,
总反应为:2CH3CHO+H2OCH3CHOH+CH3CHOOH。
实验室中,以一定浓度的乙醛-Na2SO4溶液为电解质溶液,模拟乙醛废水的 处理过程,其装置示意图如图所示:

①电解过程中,两极除分别生成乙酸和乙醇外,均产生无色气体,阳极电极反应分别为:
4OH-4e═O2↑+2H2O;                                   。
②在实际工艺处理过程中,阴极区乙醛的去除率可达60%。若在两极区分别注入1m3乙醛的含量为300mg/L的废水,可得到乙醇        kg(计算结果保留2位小数)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

(9分)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:

|温度/ ℃
700
900
830
1000
1200
平衡常数
1.7
1.1
1.0
0.6
0.4
回答下列问题:
(1)该反应的平衡常数表达式K=             ,△H    0(填“<”“ >”“ =”);
(2)830℃时,向一个5 L的密闭容器中充入0.20mol的A和0.80mol的B,如反应初始6s内A的平均反应速率v(A)=0.003 mol·L-1·s-1。则6s时c(A)=      mol·L-1, C的物质的量为      mol;若反应经一段时间后,达到平衡时A的转化率为     ,如果这时向该密闭容器中再充入1 mol氩气,平衡时A的转化率为         
(3)判断该反应是否达到平衡的依据为      (填正确选项前的字母):   
a.压强不随时间改变    b.气体的密度不随时间改变
c.c(A)不随时间改变    d.单位时间里生成C和D的物质的量相等
(4)1200℃时反应C(g)+D(g) A(g)+B(g)的平衡常数的值为             

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

某温度时,在2L容器中X、Y、Z三种物质随时间的变化关系曲线如下图所示。
(1)由图中的数据分析,该反应的化学方程式为                               
(2)反应开始至2min时Z的平均反应速率为                
(3)下列关于化学反应速率与化学反应限度的叙述不正确的是             (    )

A.反应限度是一种平衡状态,此时反应已经停止 
B.达到平衡状态时,正反应速率和逆反应速率相等 
C.达到平衡状态时,反应物和生成物浓度都不再改变 
D.化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品 
E.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
(4)5min后曲线的含义                                                       

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

合成氨工业中,原料气(N2、H2及少量的CO、NH3的混合气)在进入合成塔前常用醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中的CO,其反应是:[Cu(NH3)2CH3COO]+CO+NH3 [Cu(NH3)3]CH3COO·CO(正反应为放热反应)
(1)必须除去原料气中的CO的原因是               
(2)醋酸二氨合铜(Ⅰ)溶液吸收CO的生产适宜条件是                                
(3)吸收CO后的醋酸铜氨溶液经过适当处理又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,醋酸铜氨溶液再生的适宜条件是               

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g),其化学平衡常数K和温度t的关系如下表所示:

t/℃
700
800
830
1 000
1 200
K
0.6
0.9
1.0
1.7
2.6
 
回答下列问题:
(1)该反应的化学平衡常数表达式为K=   。 
(2)该反应为   反应(填“吸热”或“放热”)。 
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是(  )
A.容器中压强不变
B.混合气体中c(CO)不变
C.v(H2)=v(H2O)
D.c(CO2)=c(CO)
(4)某温度下,平衡浓度符合下式:c(CO2)·c(H2)=c(CO)·c(H2O),试判断此时的温度为    ℃。 

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