【题目】CO2的资源化利用能有效减少CO2排放,又能缓解能源危机。实现CO2资源化再利用的研究工作正在不断进行中。
(1)CO2和H2,合成CH3OH,用非金属催化剂实现CO2电催化还原制备甲醇的反应历程如图所示:
上述合成甲醇的反应速率较慢,要使反应速率加快,主要降低下列变化中___ (填字母)的能量变化。
A.*CO+*OH→*CO+*H2O B.*CO→*OCH
C. *OCH2→*OCH3 D.*OCH3→*CH3OH
(2)CO2和H2合成甲酸(HCOOH)其反应为:H2(g)+CO2(g)HCOOH(g)。一定温度下,恒容密闭容器中进行上述反应,测得v正(CO2)随反应时间(t)的变化如图所示。
①t2时,改变的条件是充入amolCO2,同时___。
②下列关于t1、t3时刻的说法,正确的是___。
a.平衡常数:K1>K3
b.混合气的平均分子量:<
c.混合气中HCOOH的体积分数:V1=V3
③标准平衡常数Kθ=,其中pθ为标准压强(1×105Pa),pH2、pCO2和pHCOOH为各组分的平衡分压,如pCO2=pxCO2,p为平衡总压,xCO2为平衡系统中CO2的物质的量分数。在标准压强下,向上述容器充入等物质的量的H2和CO2进行反应,测得HCOOH的平衡产率为w,则K=___(用含w字母表示)。
(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池正极区发生的反应:①O2+e-=O2-;②___,O2的作用是___。
(4)CH4超干重整CO2得到的CO经偶联反应可制得草酸(H2C2O4)。常温下,向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的KOH溶液,所得溶液的pH=3,则=___。
(已知常温下H2C2O4的Ka1=6×10-2,Ka2=6×10-5)
【答案】A 加入amol H2(g),分离出a molHCOOH c 2CO2 + 2O2-=C2O42 + 2O2 催化剂 3.6
【解析】
(1)上述合成甲醇的反应速率较慢,说明反应中有能量差较大的变化,要使反应速率加快,则主要是降低能量差大的反应过程,根据分析A选项能量差为1.64eV,B选项能量差为1.39eV,C选项能量差为1.18eV,D选项能量差为0.54eV,因此A选项中能量差最大,降低它的变化能加快反应速率,故答案为:A。
(2)①t2时,改变的条件是充入amolCO2,t3时刻正反应速率与t1时刻正反应速率相等,说明两个时刻的物质的量没有发生改变,因此在t2时刻加入amol H2(g)同时移出a molHCOOH;故答案为:加入amol H2(g)同时移出a molHCOOH。
②a. 温度相同,因此平衡常数不变,即K1=K3,故a错误;b. 根据前面分析得到t1、t3时刻物质的量相等,质量也相等,因此混合气的平均分子量: =
,故b错误;c. t1、t3时刻物质的量相等,因此混合气中HCOOH的体积分数相等即V1=V3,故c正确;综上所述,答案为:c。
③在标准压强下,向上述容器充入等物质的量的H2和CO2进行反应,
,
,
,
,
,
;
故答案为:。
(3)电池正极区发生的反应:①O2 +e-=O2-,②2CO2 +2O2-=C2O42-+2O2,根据这两个方程式加和得到O2参与了化学反应,但量未发生改变,因此O2的作用是催化剂;故答案为:2CO2 +2O2-=C2O42-+2O2;催化剂。
(4)常温下,向某浓度的草酸溶液中加入一定浓度的KOH溶液,所得溶液的pH=3,则;故答案为:3.6。
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【题目】BHT是一种常用的食品抗氧化剂,由对甲基苯酚()合成BHT的常用方法有2种(如图),下列说法不正确的是
A. BHT能使酸性KMnO4溶液褪色
B. BHT与对甲基苯酚互为同系物
C. BHT中加入浓溴水易发生取代反应
D. 方法一的原子利用率高于方法二
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【题目】下列对实验事实的解释错误的是( )
选项 | 实验事实 | 解释 |
A | 实验室用粗锌与稀盐酸反应制H2比纯锌快 | 粗锌与稀盐酸构成原电池 |
B | 浓硝酸保存在棕色试剂瓶中 | 4HNO3 |
C | 向10mL0.2mol·L-1ZnSO4,溶液中加入10mL0.4mol·L-1Na2S溶液,产生白色沉淀,再滴加CuSO4溶液,沉淀变黑 | Ksp(CuS)<Ksp(ZnS) |
D | 做过银镜反应的试管可用铁盐溶液洗涤,加入稀盐酸,清洗效果更好 | Fe3++Ag |
A.AB.BC.CD.D
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【题目】一定条件下存在反应:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),其正反应放热。现有三个相同的2 L恒容绝热(与外界没有热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,在Ⅰ中充入1 mol CO和1 mol H2O,在Ⅱ中充入1 mol CO2和1 mol H2,在Ⅲ中充入2 mol CO和2 mol H2O,700 ℃条件下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是( )
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同B.容器Ⅰ、Ⅲ中反应的平衡常数相同
C.容器Ⅰ中CO的物质的量比容器Ⅱ中的少D.容器Ⅰ中CO的转化率与容器Ⅱ中CO2的转化率之和小于1
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【题目】硼烯具有优异的电学、力学、热学等属性,将成为继石墨烯之后又一种“神奇纳米材料”。科学家已成功合成多种结构的硼烯,如图为“皱褶”式硼烯的结构。下列说法错误的是( )
A.“皱褶”式硼烯中每个硼原子共用3对电子
B.“皱褶”式硼烯中硼原子达到8电子稳定结构
C.硼烯有望代替石墨烯作电极材料
D.氧化硼的水化物是一种弱酸,与过量OH-反应可生成B(OH)4-或BO2-
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【题目】反应速率和化学反应的限度是化学反应原理的重要组成部分。
(1)探究反应条件对0.10 mol/L Na2S2O3溶液与0.10 mol/L稀H2SO4反应速率的影响。反应方程式为:Na2S2O3+H2SO4 = Na2SO4+S↓+SO2↑+H2O。设计测定结果如下:
编号 | 反应温度/℃ | Na2S2O3溶液/mL | 水/mL | H2SO4溶液/mL | 乙 |
① | 25 | 10.0 | 0 | 10.0 | x |
② | 25 | 5.0 | a | 10.0 | y |
③ | 40 | 10.0 | 0 | 10.0 | z |
若上述实验①②是探究浓度对化学反应速率的影响,则a为______,乙是实验需要测量的物理量,则表格中“乙”为________________________,x、y、z的大小关系是_______________________。
(2)氨气具有广泛的用途,工业上合成氨的反应是N2(g) +3H2(g) 2NH3(g)
①已知:
化学键 | H—H | N≡N | N—H | 键能kJ/mol(断开1mol化学键所需要的能量) | 436 | 945 | 391 |
则合成氨的热化学方程式是__________________________________________________。
②一定温度下,在一个容积固定的密闭容器中若反应起始时N2、H2、NH3的浓度分别为0.1 mol/L、0. 3 mol/L、0.1 mol/L,达到平衡时NH3浓度c(NH3)的范围是________________________。
③ 下列说法中,能说明上述②中反应已经达到化学平衡状态的是_________________。
a. 1mol N≡N键断裂的同时,有6mol N-H键断裂 b. N2、NH3物质的量浓度不再改变 c. 容器中气体的密度保持不变 d. 容器内N2、 H2物质的量之比为1:3,且保持不变 e. 2 v正(NH3)=3 v逆 (H2)
④在工业生产中,及时分离出NH3,有利于合成氨,用平衡移动原理解释原因是_______________________。
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【题目】安全是顺利进行实验及避免伤害的保障.下列实验操作正确且不是从实验安全角度考虑的是( )
A. 操作①:使用稍浸入液面下的倒扣漏斗检验氢气的纯度
B. 操作②:使用CCl4萃取溴水中的溴时,振荡后需打开活塞使漏斗内气体放出
C. 操作③:吸收氨气或氯化氢气体并防止倒吸
D. 操作④:用食指顶住瓶塞,另一只手托住瓶底,把瓶倒立,检查容量瓶是否漏水
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【题目】煤炭燃烧过程中会释放出大量的SO2,严重破坏生态环境。采用一定的脱硫技术可以把硫元素以CaSO4的形式固定,从而降低SO2的排放。但是煤炭燃烧过程中产生的CO又会与CaSO4发生化学反应,降低脱硫效率。相关反应的热化学方程式如下:
CaSO4(s)+CO(g)CaO(s)+SO2(g)+CO2(g) △H1=+218.4 kJ/mol(反应I)
CaSO4(s)+4CO(g) CaS(s)+4CO2(g) △H2=-175.6 kJ/mol (反应II)
下列有关说法正确的是( )
A. 提高反应体系的温度,能降低该反应体系中SO2生成量
B. 反应II在较低的温度下可自发进行
C. 用生石灰固硫的反应为:4CaO(s)+4SO2(g) 3CaSO4(s)+CaS(s) △H3,则△H3>△H2
D. 由反应I和反应II可计算出反应CaSO4(s)CaO(s)+SO3(g)的焓变
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【题目】勒夏特列原理是自然界一条重要的基本原理,下列事实能用勒夏特列原理解释的是
A. NO2气体受压缩后,颜色先变深后变浅
B. 对2HI(g) H2(g)+I2(g)平衡体系加压,颜色迅速变深
C. 合成氨工业采用高温、高压工艺提高氨的产率
D. 配制硫酸亚铁溶液时,常加入少量铁屑以防止氧化
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