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【题目】2019年国际非政府组织全球碳计划”124日发布报告:研究显示,全球二氧化碳排放量增速趋缓。CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

(1)一种途径是将CO2转化成有机物实现碳循环。如:

C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) ΔH1=-44.2kJ·mol-1

2CO2(g)+2H2O(l)=C2H4(g)+3O2(g) ΔH2=+1411.0kJ·mol-1

2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g) ΔH3=___

(2)CO2甲烷化反应是由法国化学家Sabatier提出的,因此,该反应又叫Sabatier反应。CO2催化氢化制甲烷的研究过程如图:

上述过程中,产生H2反应的化学方程式为__

HCOOHCO2转化为CH4的中间体:CO2HCOOHCH4。当镍粉用量增加10倍后,甲酸的产量迅速减少,当增加镍粉用量时,CO2镍催化氢化制甲烷的两步反应中反应速率增加较大的一步是__(填“I”)。

(3)CO2经催化加氢可以生成低碳烃,主要有两个竞争反应:

反应ICO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)

反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)

1L恒容密闭容器中充入1molCO24molH2,测得平衡时有关物质的物质的量随温度变化如图所示。520℃时,CO2的转化率为__520℃时,反应I的平衡常数K=__

(4)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应原理为2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g) ΔHm代表起始时的投料比,即m=。图1中投料比相同,温度T3T2T1,则ΔH___(填“>”“<”0

m=3时,该反应达到平衡状态后p()=20Mpa,恒压条件下各物质的物质的量分数与温度的关系如图2。则曲线b代表的物质为___(填化学式),T4温度时,反应达到平衡时物质d的分压p(d)=___

【答案】+1366.8kJ·mol-1 3Fe+4H2OFe3O4+4H2 60% 0.005 < CO2 2.5MPa

【解析】

(1)C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) ΔH1=-44.2kJ·mol-1

2CO2(g)+2H2O(l)=C2H4(g)+3O2(g) ΔH2=+1411.0kJ·mol-1

利用盖斯定律,将两个热化学方程式直接相加,便可得出2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g)ΔH3

(2)转化过程中,发生Fe+H2O(g)的反应,CO2H2的反应,写出反应方程式,便可确定产生H2反应的化学方程式。

②由前面信息中确定,增加镍粉用量时,导致甲酸产量迅速减少,则表明第二步反应迅速进行。

(3)从图中采集信息,进行计算,从而求出520℃时,CO2的转化率和反应I的平衡常数K

(4)从图中可看出,降低温度,H2的转化率增大,从而表明降温平衡正向移动,由此可求出ΔH0的关系。

②温度升高,平衡逆向移动,则反应物的物质的量分数增大,再由起始量关系,确定曲线b代表的物质,T4温度时,利用三段式及图中采集的信息,求出反应达到平衡时物质d的分压p(d)

(1)C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) ΔH1=-44.2kJ·mol-1

2CO2(g)+2H2O(l)=C2H4(g)+3O2(g) ΔH2=+1411.0kJ·mol-1

利用盖斯定律,将两个热化学方程式直接相加,便可得出2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g)ΔH3=+1366.8kJ·mol-1。答案为:+1366.8kJ·mol-1

(2)转化过程中,发生反应:3Fe+4H2OFe3O4+4H2CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)、CO2(g)+H2(g)HCOOH(ag),便可确定产生H2反应的化学方程式为3Fe+4H2OFe3O4+4H2。答案为:3Fe+4H2OFe3O4+4H2

②由前面信息中确定,增加镍粉用量时,导致甲酸产量迅速减少,则表明第二步反应迅速进行,则反应速率增加较大的一步是Ⅱ。答案为:Ⅱ;

(3) 520℃时,反应中生成CH40.2mol,则消耗CO20.2mol;反应中生成C2H40.2mol,则消耗CO20.4mol,两反应共消耗CO20.6mol,从而得出CO2的转化率为=60%;反应中生成CH40.2mol,则同时生成H2O0.4mol,消耗CO20.2molH20.8mol;反应中生成C2H40.2mol,则消耗CO20.4molH21.2mol。两反应共消耗CO20.6molH22mol,剩余CO20.4molH22mol,反应I的平衡常数K==0.005。答案为:60%0.005

(4)从图中可看出,降低温度,H2的转化率增大,从而表明降温平衡正向移动,由此可求出ΔH<0。答案为:<

②温度升高,平衡逆向移动,则反应物的物质的量分数增大,再由起始量关系,确定曲线a代表H2b代表CO2c代表H2O(g)d代表C2H5OHT4温度时,m=3,令n(CO2)=2mol,则n(H2)=6mol,设CO2的物质的量为2x,建立如下三段式:

依题意得:2-2x=xx=,平衡时乙醇的分压为=2.5MPa。答案为:CO22.5MPa

练习册系列答案
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据此回答下列问题:

(1)A组属于___________晶体,其熔化时克服的微粒间的作用力是__________________

(2)B组晶体共同的物理性质是___________________(填序号)。

①有金属光泽 ②导电性 ③导热性 ④延展性

(3)C组中HF熔点反常是由于_______________________________________

(4)D组晶体可能具有的性质是_________________(填序号)。

①硬度小 ②水溶液能导电 ③固体能导电 ④熔融状态能导电

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已知:CO + PdCl2 + H2O = CO2 + Pd↓(黑色) + 2HClNi(CO)4 熔点-25℃,沸点 43℃,60℃以上与空气混合易爆炸;Fe(CO)5 熔点-20℃,沸点 103℃。回答下列问题:

(1)装置 A 中发生反应的化学方程式为_____

(2)装置 C 用于合成 Ni(CO)4(夹持装置略),最适宜选用的装置为________(填标号)

(3)实验过程中为了防止_________,必须先观察________(填实验现象)再加热 C 装置。

(4)利用封管实验原理可获得(高纯镍。如图所示的石英)玻璃封管中充有 CO 气体,则高纯镍粉在封管的________温度区域端生成 “323K”“473K”

(5)实验中加入 11.50 g HCOOHC 装置质量减轻 2.95 g(设杂质不参加反应)E 装置中盛有 PdCl2 溶液100 mL,则 PdCl2 溶液的物质的量浓度至少为________mol·L-1

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【题目】聚苯胺是一种在充放电过程中具有更优异可逆性的电极材料。Zn一聚苯胺二次电池的结构示意图如图所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是(

A.放电时,外电路每通过0.1NA个电子时,锌片的质量减少3.25g

B.充电时,聚苯胺电极的电势低于锌片的电势

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A. 加入NaOH,可增大乙醇的物质的量

B. 增大HBr浓度,有利于生成C2H5Br

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D. 若起始温度提高至60℃,可缩短反应达到平衡的时间

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1)一定温度下,脱硫浸锰主要产物为MnSO4,该反应的化学方程式为__

2滤渣2”中主要成分的化学式为__

3除重金属时使用(NH4)2S而不使用Na2S的原因是__

4电解时用惰性电极,阳极的电极反应式为__

5“50℃碳化得到高纯碳酸锰,反应的离子方程式为___“50℃碳化时加入过量NH4HCO3,可能的原因是__(写两种)。

6)已知:25℃时,Kw=1.0×1014Ka(NH3·H2O)=1.75×105。在(NH4)2SO4溶液中,存在如下平衡:NH4++H2ONH3·H2O+H+,则该反应的平衡常数为__

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(2)肼可作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气,已知:

① N2 (g) +2O2 (g) = N2O4 (l) ΔH =-19.5 kJ·mol-1

② N2H4(l)+O2(g) = N2(g) +2H2O(g) ΔH =-534.2 kJ·mol-1

写出肼与四氧化二氮反应的热化学方式______________

(3)纯的叠氮酸(HN3)是无色液体,常用做引爆剂,常温下向25 mL 0.1mol·L-1 NaOH溶液中加入0. 2mol·L-1 HN3的溶液,滴加过程中的pH值的变化曲线(溶液混合时的体积变化忽略不计)如图。

①根据图像写出HN3的电离方程式:_________

②下列说法正确的是_________________(填序号)

A.若用已知浓度的NaOH溶液滴定HN3溶液来测定HN3的浓度时应用甲基橙作指示剂

B.常温下,向0.2 mol·L-1 HN3的溶液中加水稀释,则 不变

C.分别中和pH均为4的HN3溶液和HCl溶液,消耗0.1 mol·L-1 NaOH溶液的体积相同

D.D点时溶液中离子浓度存在如下关系:2c(H+) + c(HN3) =c(N3) + 2c(OH)

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【题目】已知草酸是二元弱酸,0.2 mol·L1NaHC2O4溶液显酸性,关于NaHC2O4溶液中离子浓度关系的叙述不正确的是(  )

Ac(Na)c(HC2O4)c(C2O42)c(H2C2O4)

Bc(Na)c(HC2O4)c(C2O42)c(H2C2O4)

Cc(Na)c(H)c(HC2O4)c(C2O42)c(OH)

Dc(H)c(H2C2O4)c(C2O42)c(OH)

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