(11分)以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据:
反应I: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H = —49.0 kJ·mol-1
反应II:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H = —173.6 kJ·mol-1
(1)写出由CH3CH2OH +_____ 2CH3OH的热化学方程式为:__________________。
(2)在一定条件下,对于反应I:在体积恒定的密闭容器中,达到平衡的标志是__ (填字母)
a.CO2和CH3OH 浓度相等 b.H2O的百分含量保持不变
c.H2的平均反应速率为0 d.v正(CO2)=3v逆(H2)
e.混合气体的密度不再发生改变
f. 混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
如果平衡常数K值变大,该反应 (填字母)
a.一定向正反应方向移动 b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向逆反应方向移动 d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是 (填字母) ,
达到平衡后,想提高H2转化率的是_______________(填字母)
a、降低温度 b、补充H2 c、移去甲醇 d、加入催化剂
(3)在密闭容器中,对于反应II中,研究员以生产乙醇为研究对象,在5MPa、m= n(H2)/n(CO2)=3时,测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图所示,则表示CH3CH2OH体积分数曲线的是 ;表示CO2的体积分数曲线的是 。
(4)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。上图是反应:2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线, 若催化剂的表面积S1>S2 ,在上图中画出NO的浓度在T1、S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线,并注明条件。
(1)CH3CH2OH(g)+H2O(g)= 2CH3OH(g) H = +75.6 kJ·mol-1
(2)bcf ,ad ,bd ac
(3) I III (2分)
(4)
【解析】
试题分析:(1)I×2-II得CH3CH2OH(g)+H2O(g)= 2CH3OH(g) ΔH = +75.6 kJ·mol-1
(2)不能用反应达平衡时物质浓度之间的关系来判断达平衡,a错误,可逆反应达平衡时为动态平衡,速率不为0,c错误,CO2与H2的计量系数之比为1:3,所以v正(CO2)=3v逆(H2)正逆反应速率不等,d错误。所以bef可以判断达平衡的标志。I反应为放热反应,K增大,说明降温,平衡正向移动,因此选ad。想提高CO2的反应速率,可以升高温度,增大压强,增加浓度,使用催化剂,因此选bd。提高H2转化率,平衡要正向移动,因此选ac。
(3)反应II为放热反应,随着温度升高,乙醇的体积分数应该减小,根据反应可知CO2和H2即使完全转化,乙醇的体积分数最大也只有25%,所以曲线I是表示乙醇体积分数。随着温度升高,CO2的体积分数应该增大,CO2最大的体积分数不能超过25%,所以曲线III是表示CO2体积分数。
(4)催化剂表面变小,催化效果变差,速率减慢,但是催化剂不能改变平衡,所以T1的温度下达平衡,NO的浓度不变,但是达平衡的时间增加,所以变化曲线如图。
科目:高中化学 来源: 题型:
(11分)根据废水中所含有害物质的不同,工业上有多种废水的处理方法。
(1)①废水I若采用CO2处理,离子方程式是 。
②废水Ⅱ常用明矾处理。实践中发现废水中的c(HCO-3)越大,净水效果越好,这是因为 。
③废水III中的汞元素存在如下转化:
Hg2++CH4 =CH3Hg++H+,我国规定,Hg2+的排放标准不能超过0.05 mg/L。若某工厂排放的废水1 L中含Hg2+ 3×10-7mo1,是否达到了排放标准 (填“是”或“否”)。
④废水Ⅳ常用C12氧化CN-成CO2和N2,若参加反应的C12与CN-的物质的量之比为5:2,则该反应的离子方程式 。
(2)化学需氧量(COD)可量度水体受有机物污染的程度,它是指在一定条件下,用强氧化剂处理水样时所消耗的氧化剂的量,换算成氧的含量(以mg/L计)。某研究性学习小组测定某水样的化学需氧量(COD),过程如下:
I.取V1mL水样于锥形瓶,加入10.00 mL 0.2500 mol/L K2Cr2O7溶液。
II.加碎瓷片少许,然后慢慢加入硫酸酸化,混合均匀,加热。
III.反应完毕后,冷却,加指示剂,用c mol/L硫酸亚铁铵[(NH4)2Fe(SO4)2]溶液滴定。终点时消耗硫酸亚铁铵溶液V2 mL。
①I中,量取K2Cr207溶液的仪器是 。(酸式滴定管或碱式滴定管)
②Ⅱ中,碎瓷片的作用是 。
③III中,发生的反应为:Cr2O2-7+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O
由此可知,该水样的化学需氧量COD= (用含c、V1、V2的表达式表示)。
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科目:高中化学 来源:2013届河南省扶沟县高级中学高三第三次考试化学试卷(带解析) 题型:填空题
(11分)以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据:
反应I: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H = —49.0 kJ·mol-1
反应II:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H =" —173.6" kJ·mol-1
(1)写出由CH3CH2OH+_____2CH3OH的热化学方程式为:__________________。
(2)在一定条件下,对于反应I:在体积恒定的密闭容器中,达到平衡的标志是__ (填字母)
a.CO2和CH3OH 浓度相等 b.H2O的百分含量保持不变
c.H2的平均反应速率为0 d.v正(CO2)=3v逆(H2)
e.混合气体的密度不再发生改变
f. 混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
如果平衡常数K值变大,该反应 (填字母)
a.一定向正反应方向移动 b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向逆反应方向移动 d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是 (填字母) ,
达到平衡后,想提高H2转化率的是_______________(填字母)
a、降低温度 b、补充H2 c、移去甲醇 d、加入催化剂
(3)在密闭容器中,对于反应II中,研究员以生产乙醇为研究对象,在5MPa、m= n(H2)/n(CO2)=3时,测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图所示,则表示CH3CH2OH体积分数曲线的是 ;表示CO2的体积分数曲线的是 。
(4)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。上图是反应:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线,若催化剂的表面积S1>S2 ,在上图中画出NO的浓度在T1、S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线,并注明条件。
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科目:高中化学 来源:2011届浙江省金华一中高三高考模拟考试(理综)化学部分 题型:填空题
(13分)Ⅰ.一氧化碳是一种用途相当广泛的化工基础原料。
(1)利用下列反应可以将粗镍转化为纯度达99.9%的高纯镍。
Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g) 该反应的ΔH ▲ 0 (选填“>”或“=”或“<”)。
(2)在高温下一氧化碳可将二氧化硫还原为单质硫。已知:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
CO2(g)+C(s)=2CO(g) ΔH2=+ 172.5 kJ·mol-1
S(s)+O2(g)=SO2(g) ΔH3=-296.0 kJ·mol-1
请写出CO除SO2的热化学方程式 ▲ 。
(3)下图中左图是一碳酸盐燃料电池,它以CO为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质,右图是粗铜精炼的装置图,现用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验。回答下列问题:
①写出A极发生的电极反应式 ▲ 。
②要用燃料电池为电源进行粗铜的精炼实验,则B极应该与▲ 极(填:“C”或“D”)相连。
③当消耗2.24 L(标况下)CO时,粗铜电极理论上减少铜的质量 ▲ (填:“大于”、“等于” 或“小于”)6.4克。
Ⅱ.(1)已知Na2CrO4溶液酸化时发生的反应为:2CrO42-+2H+Cr2O72-+H2O,若1L酸化后所得溶液中铬元素的总物质的量为0.55 mol,CrO42-有10/11转化为Cr2O72-。又知:常温时该反应的平衡常数K=1014。上述酸化后所得溶液的pH= ▲ 。
(2)根据有关国家标准,含CrO42-的废水要经化学处理,使其浓度降至5.0×10-7 mol·L-1以下才能排放。含CrO42-的废水处理通常有以下两种方法。
①沉淀法:加入可溶性钡盐生成BaCrO4沉淀[Ksp(BaCrO4)=1.2×10-10],再加入可溶性硫酸盐处理多余的Ba2+。加入可溶性钡盐后的废水中Ba2+的浓度应不小于 ▲ mol·L-1,然后再进行后续处理方能达到国家排放标准。
②还原法:CrO42-Cr3+Cr(OH)3。用该方法处理10 m3 CrO42-的物质的量浓度为1.0×10—3 mol·L-1的废水,至少需要绿矾(FeSO4·7H2O,相对分子质量为278) ▲ Kg(保留两位小数)。
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科目:高中化学 来源:2013届广东省高二下学期期末考试化学试卷(解析版) 题型:填空题
(13分) (1)下表为烯类化合物与溴发生加成反应的相对速率(以乙烯为标准)。
烯类化合物 |
相对速率 |
(CH3)2C=CHCH3 |
10.4 |
CH3CH=CH2 |
2.03 |
CH2=CH2 |
1.00 |
CH2=CHBr |
0.04 |
据表中数据,总结烯类化合物加溴时,反应速率与C=C上取代基的种类、个数间的关系:___________________________________________________________________________。
(2)尼泊金酯是对羟基苯甲酸与醇形成的酯类化合物,是国家允许使用的食品防腐剂。尼泊金丁酯的分子式为_________________________,其苯环只与-OH和-COOR两类取代基直接相连的同分异构体有___________种。
(3)11.2 L(标准状况)的烃A在氧气中充分燃烧可以产生88 g CO2和45 g H2O。A的分子式是_____________;
(4)丁基橡胶可用于制造汽车内胎,合成丁基橡胶的一种单体A的分子式为C4H8,A氢化后得到2—甲基丙烷。A可以聚合,写出A的两种聚合方式(以反应方程式表示)。
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