【题目】2016年11月4日是《巴黎协定》气候协议生效的日期,其宗旨是提高绿色低碳转型的竞争力、抵御气候变化,人们需要用不同的方法将CO2进行转化利用。
(1)处理CO2的方法之一是使其与氢气反应合成甲醇。已知氢气、甲醇燃烧的热化学方程式如下:
2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-283.0kJ·mol-1
2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(1) △H=-726.0kJ·mol-1
写出二氧化碳与氢气合成甲醇液体的热化学方程式_________;
(2)CO2经催化加氢还可合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) △H=QkJ·mol-1在0.1MPa时,按n(CO2):n(H2)=1:3投料,右图表示平衡时四种气态物质的物质的量(n)与温度(T)的关系。
①Q______0(填“>”、“=”或“<”);
②曲线b表示的物质为_____。
(3)在强酸性的电解质水溶液中,用惰性材料做电极,电解CO2可得到多种燃料,其原理如右图所示。
①该工艺中能量转化方式主要有______;
②电解时,生成丙烯(C3H6)的电极反应式为______。
(4)以CO2为原料制取碳(C)的太阳能工艺如右图所示。
①过程1中发生反应的化学方程式为______;
②过程2中每生成1molFe3O4[FeOFe2O3]转移电子的物质的量为______。
【答案】CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l)△H=-61.5kJ·mol-1 < H2O 太阳能转化为电能,电能转化为化学能 3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O 2Fe3O4=6FeO+O2↑ 2mol
【解析】
(1)由①2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-283.0kJ·mol-1;
②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(1) △H=-726.0kJ·mol-1根据盖斯定律计算;
(2)由曲线变化可知随着温度升高,氢气的物质的量逐渐增多,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应放热;可知a为CO2的变化曲线,结合计量数关系可知b为水,c为C2H4的变化曲线;
(3)太阳能电池为电源,电解强酸性的二氧化碳水溶液得到丙烯,丙烯在阴极生成;
(4)①由示意图可知,过程1中四氧化三铁在大于2300K条件下分解生成氧化亚铁和碳;
②反应2Fe3O4=6FeO+O2↑中O元素化合价由-2价升高到0价,结合元素化合价以及方程式计算。
(1)由①2H2(g)+O2(g)=2H2O(1) △H=-283.0kJ·mol-1
②2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(1) △H=-726.0kJ·mol-1
根据盖斯定律:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(l)+H2O(l) △H==61.5kJ/mol,
故答案为::CO2(g)+3H2(g)CH3OH(l)+H2O(l) △H=-61.5kJ·mol-1;
(2)①由曲线变化可知随着温度升高,氢气的物质的量逐渐增多,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应放热,Q<0,故答案为:<;
②随着温度升高,氢气的物质的量逐渐增多,因氢气为反应物,则另一条逐渐增多的曲线为CO2,由计量数关系可知b为水,c为C2H4的变化曲线,故答案为:H2O;
(3)①太阳能电池为电源,电解强酸性的二氧化碳水溶液得到乙烯,可知能量转化形式有光能转化为电能,电能转化为化学能,部分电能转化为热能,故答案为:太阳能转化为电能,电能转化为化学能;
②电解时,二氧化碳在b极上生成丙烯,得到电子的一极为电源的正极,电极反应式为:3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O,故答案为:3CO2+18H++18e-=C3H6+6H2O;
(4)①由示意图可知,过程1中四氧化三铁在大于2300K条件下分解生成氧化亚铁和碳反应的化学方程式为2Fe3O4=6FeO+O2↑;故答案为:2Fe3O4=6FeO+O2↑;
②反应2Fe3O4=6FeO+O2↑中O元素化合价由-2价升高到0价,由方程式可知,2molFe3O4参加反应,生成1mol氧气,转移4mol电子,则每分解lmolFe3O4转移电子的物质的量为2mol,故答案为::2mol。
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【题目】请用下列6种物质的序号填空:
(1)属于芳香烃的是__________;
(2)属于卤代烃的是__________;
(3)属于链状饱和烃是__________;
(4)含有碳碳双键的是__________;
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【题目】设阿伏加德罗常数为NA,下列说法不正确的是( )
A.常温常压下,30 g乙烷气体中所含有的共价键数目为6NA
B.含1 mol Cl-的NH4Cl溶液中加入适量氨水使溶液呈中性,此时溶液中NH4+数为NA
C.室温下,21.0g乙烯和丁烯的混合气体中含有的碳原子数目为l.5NA
D.在电解精炼铜的过程中,当阴极析出32g铜单质时,电子转移数目为NA
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【题目】某同学设计的微型实验装置验证SO2的性质,通过分析实验,下列结论表达正确的是
A. a棉球褪色,验证SO2具有氧化性
B. b棉球褪色,验证SO2具有酸性氧化物的通性
C. c棉球蓝色褪去,验证SO2漂白性
D. 可以使用浓硫酸吸收尾气
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【题目】碳跟浓硫酸共热产生的气体X和铜跟浓硝酸反应产生的气体Y同时通入盛有足量氯化钡溶液的洗气瓶中(如图装置),下列有关说法正确的是
A. 洗气瓶中产生的沉淀是碳酸钡B. 洗气瓶中产生的沉淀是亚硫酸钡
C. 在Z导管出来的气体中没有二氧化碳D. 在Z导管口有红棕色气体出现
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【题目】将1.12 g铁粉加入到25 mL 2 mol·L-1的氯化铁溶液中,充分反应后,其结果是( )
A.铁粉剩余,溶液呈浅绿色,Cl-基本不变
B.向溶液中滴入无色硫氰化钾溶液,仍无色
C.溶液中Fe2+与Fe3+物质的量之比为6∶1
D.氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
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【题目】硫代硫酸钠可用作脱氯剂,已知25.0 mL 0.1 mol·L-1的Na2S2O3溶液恰好把标准状况下112 mL Cl2完全转化为Cl-时,S2转化成( )
A.S2-B.SC.D.
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【题目】设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述中不正确的是
A. 25℃,pH=13的Ba(OH)2溶液中OH-数目为0.1NA
B. 常温常压下,22.4L Cl2和5.6gFe充分反应转移电子数目为0.3 NA
C. 8.0gCu2S和CuO的混合物中所含的铜原子数为0.1 NA
D. 标准状况下,5.6L乙烷中含有的极性键数目为1.5NA
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【题目】用惰性电极电解足量下列溶液一段时间后,再加入一定量括号内的纯净物,能使溶液恢复到原来的成分和浓度的是
A. AgNO3[AgNO3] B. NaOH[NaOH] C. KCl[H2O] D. CuSO4[CuO]
【答案】D
【解析】石墨电极为惰性电极,溶液中阳离子在阴极放电,阴离子在阳极放电。A、电解AgNO3溶液,Ag+在阴极放电生成Ag,OH-在阳极放电生成O2,且n(Ag)∶n(O2)=2∶1,则应加入Ag2O恢复浓度,故A错误;B、电解NaOH溶液,H+在阴极放电生成H2,OH-在阳极放电生成O2,且n(H2)∶n(O2)=2∶1,则应加入一定量的H2O恢复原样,故B错误;C、电解KCl溶液,H+在阴极放电生成H2,Cl-在阳极放电生成Cl2,且n(H2)∶n(Cl2)=1∶1,则应加入一定量HCl恢复原样,故C错误;D、电解CuSO4溶液,Cu2+在阴极放电生成Cu,OH-在阳极放电生成O2,且n(Cu)∶n(O2)=2∶1,则应加入一定量CuO恢复原样,故D正确。故选D。
点睛:分析电解反应的原理,在两极析出什么物质(固体或气体),相当于什么物质脱离反应体系,根据元素守恒和原子比例,加入对应的物质,即可使溶液完全复原。
【题型】单选题
【结束】
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【题目】工业上用电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是
已知:①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解
②氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)
A. 碳棒上发生的电极反应:4OH--4e-=O2↑+2H2O
B. 电解过程中,B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少
C. 为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH
D. 若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应总方程式发生改变
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