【題目】研究表明豐富的CO2完全可以作為新碳源,解決當前應用最廣泛的碳源(石油和天然氣)到本世紀中葉將枯竭的危機,同時又可緩解由CO2累積所產(chǎn)生的溫室效應,實現(xiàn)CO2的良性循環(huán)。

(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2和H2在230催化劑條件下轉(zhuǎn)化生成甲醇蒸汽和水蒸氣。下圖表示恒壓容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2轉(zhuǎn)化率達80%時的能量變化示意圖。

寫出該反應的熱化學方程式:

能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據(jù)是 。

a.容器中壓強不變 b.H2的體積分數(shù)不變

c.c(H2)=3c(CH3OH) d.容器中密度不變

e.2個C=O斷裂的同時有6個H-H斷裂。

(2)人工光合作用能夠借助太陽能,用CO2和H2O制備化學原料.下圖是通過人工光合作用制備HCOOH原理的示意圖。根據(jù)要求回答問題:

該過程是將 轉(zhuǎn)化為 。(以上兩空選填“電能”“太陽能”“化學能”)

催化劑b表面的電極反應方程式為 。

(3)某國科研人員提出了使用氫氣和汽油(汽油化學式用C8H18表示)混合燃料的方案,以解決汽車CO2的排放問題。該方案主要利用儲氫材料CaH2產(chǎn)生H2和用汽油箱貯存汽油供發(fā)動機使用,儲氫系統(tǒng)又捕集汽油燃燒產(chǎn)生的CO2,該系統(tǒng)反應如下圖所示

解決如下問題:

寫出CaH2的電子式 。

反應1中氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是:

如該系統(tǒng)反應均進行完全,試寫出該系統(tǒng)總反應的化學方程式 。

【答案

(1)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H =-49 kJ·mol-1(3分))bd (2分,多選錯選0分,漏選1個給1分)

(2)太陽能 化學能(各1分) CO2+2e+2H+=HCOOH(2分)

(3)(2分)

2:1 (2分) 16CaH2+ 2C8H18+41O2=16CaCO3+34 H2O(2分)

【解析】

試題分析:(1)由所給能量變化示意圖可知,1mol CO2和3molH2轉(zhuǎn)化率達100%時放出熱量49kJ,所以該反應的熱化學方程式為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) H =-49 kJ·mol-1

a、該反應是在恒壓容器中進行,所以壓強始終不變,不能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài),錯誤;b、達平衡時,各物質(zhì)的含量都不再改變,氫氣的體積分數(shù)恒定,可以判斷該反應達到化學平衡狀態(tài),正確c、平衡時,氫氣和甲醇的濃度不一定具備化學計量數(shù)的比例關系,不能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài),錯誤;d、由于該反應是反應前后氣體的物質(zhì)的量改變的反應,當壓強不變時,容器體積在減小,密度增大,當平衡時氣體密度不再增大,保持不變,能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài),正確;e、反應的任何狀態(tài)時都有2個C=O斷裂的同時有6個H-H斷裂,不能判斷該反應達到化學平衡狀態(tài),錯誤,答案選bd;

(2)該圖是利用太陽能將二氧化碳轉(zhuǎn)化為HCOOH,所以是把太陽能轉(zhuǎn)化為化學能;根據(jù)電子的流動方向,催化劑b相當于原電池的正極,發(fā)生還原反應,所以發(fā)生的反應為CO2+2e+2H+=HCOOH;

(3)CaH2是離子化合物,其電子式為;

反應1是CaH2與H2O反應生成氫氧化鈣和氫氣,反應中CaH2作還原劑,水作氧化劑,可寫出發(fā)生的化學方程式CaH2+2H2O=Ca(OH)2+H2↑,所以氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比是2:1;

由反應的流程圖可知,最終產(chǎn)物是CaCO3 、H2O。反應1生成的氫氣與氧氣反應生成水,汽油與氧氣反應生成二氧化碳和水,其中二氧化碳用于和反應1產(chǎn)生的氫氧化鈣的反應,將發(fā)生反應的化學方程式疊加,消去中間產(chǎn)物二氧化碳、氫氣、氫氧化鈣,最后的產(chǎn)物只有水和碳酸鈣,所以總反應方程式為16CaH2+ 2C8H18+41O2=16CaCO3+34H2O。

練習冊系列答案
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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】I.利用液化石油氣中的丙烷脫氫可制取丙烯:C3H8(g)C3H6(g)+H2(g) △H,起始時,向一密閉容器中充入一定量的丙烷,在不同溫度、壓強下測得平衡時反應體系中丙烷與丙烯的物質(zhì)的量分數(shù)如圖所示(已知p10.1MPa)。

(1)反應的△H_____0(“>”“<”“=”下同)壓強P2______0.1MPa

(2)圖中A點丙烷的轉(zhuǎn)化率為________

(3)若圖中A、B兩點對應的平衡常數(shù)用K(A)、K(B)表示,則K(A)______K(B) (“>”“<”“=”)。

II.為擺脫對石油的過渡依賴,科研人員將煤液化制備汽油,并設計了汽油燃料電池,電池工作原理如圖所示。一個電極通入氧氣,另一個電極通入汽油蒸氣,電解質(zhì)是摻雜了Y2O3ZrO3晶體,它在高溫填能傳導O2-。

(1)以辛烷(C8H18)代替汽油.寫出該電池工作時的負極反應方程式:______。

(2)己知一個電子的電量是1.602×10-19C,用該電池電解飽和食鹽水,當電路中通過1.929×105C的電量時,生成NaOH______g。

Ⅲ.煤燃燒產(chǎn)生的CO2是造成溫室效應的主要氣體之一。我們常用原子利用率來衡量化學反應過程的原子經(jīng)濟性,其計算公式為原子利用率=(預期產(chǎn)物的總質(zhì)量/全部反應物的總質(zhì)量)×100%,將CO2轉(zhuǎn)化成有機物可有效地實現(xiàn)碳循環(huán),如:

a.6CO2+6H2OC6H12O6+6O2

b.2CO2 + 6H2C2H5OH +3H2O

c.CO2 + CH4CH3COOH

d.2CO2 + 6H2CH2=CH2 + 4H2O

以上反應中,最節(jié)能的是_______,反應d中理論上原子利用率為________。

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【題目】有兩個實驗小組的同學為探究過氧化鈉與二氧化硫的反應,都用如圖所示的裝置進行實驗。通入SO2氣體,將帶火星的木條插入試管C中的溶液上方,木條復燃。

請回答下列問題:

(1)1小組同學認為Na2O2SO2反應生成了Na2SO3O2,該反應的化學方程式是

(2)請設計一種實驗方案證明Na2O2SO2反應生成的白色固體中含有Na2SO3 。

(3)2小組同學認為Na2O2SO2反應除了生成Na2SO3O2外,還有Na2SO4生成。為檢驗是否有Na2SO4生成,他們設計了如下方案:

上述方案是否合理? 。請簡要說明兩點理由: 。

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【題目】通常情況下,NCl3是一種油狀液體,其分子空間構(gòu)型與氨分子相似,下列對NCl3的有關敘述正確的是( 。

A.分子中NCl鍵鍵長與CCl4分子中CCl鍵鍵長相等

B.分子中的所有原子均達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

C.NCl3分子是非極性分子

D.NBr3NCl3易揮發(fā)

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【題目】已知次氯酸分子的結(jié)構(gòu)式為H—O—Cl,下列有關說法正確的是( )

A. O原子發(fā)生sp雜化 B. 該分子的電子式是H︰O︰Cl

C. 該分子為直線型分子 D. O原子與H、Cl都形成σ鍵

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【題目】現(xiàn)有下列4種重要的有機物:

請回答:

(1)能與銀氨溶液反應生成乙酸銨的是______(填序號)。

(2)能發(fā)生加聚反應生成導電高分子材料的是______(填序號)。

(3)寫出③與NaOH的乙醇溶液共熱生成1,3-丁二烯的化學方程式_______________。

(4)寫出④與甲醛反應制取酚醛樹脂的化學方程式_____________________________。

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【題目】苯乙酸銅是合成優(yōu)良催化劑、傳感材料——納米氧化銅的重要前驅(qū)體之一,

可采用苯乙腈為原料在實驗室進行合成。請回答:

(1)制備苯乙酸的裝置如圖(加熱和夾持裝置等略)。已知:苯乙酸的熔點為76.5℃,微溶于冷水,溶于乙醇。

在250mL三口瓶a中加入70mL質(zhì)量分數(shù)為70%的硫酸,加熱至100℃,再緩緩滴入40g苯乙腈,然后升溫至130℃,發(fā)生反應:

儀器b的名稱是______________,其作用是______________。反應結(jié)束后加適量冷水再分離出苯乙酸粗品,加入冷水的目的是___________________________________

(2)分離出粗苯乙酸的操作名稱是______,所用到的儀器是(填字母)______。

a.漏斗 b.分液漏斗 c.燒杯 d.玻璃棒 e.直形冷凝管

(3)將苯乙酸加入到乙醇與水的混合溶劑中,充分溶解后加入Cu(OH)2,攪拌30min,過濾,濾液靜置一段時間可以析出苯乙酸銅晶體,寫出發(fā)生反應的化學方程式__________________,混合溶劑中乙醇的作用是________________________________________________________。

(4)提純粗苯乙酸最終得到44g純品,則苯乙酸的產(chǎn)率是_________。

(相對分子質(zhì)量:苯乙腈 117,苯乙酸 136)

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】常溫下,下列各組離子一定能在指定溶液中大量共存的是

A. 投入足量漂白粉后的溶液中:Fe2+、H+、Cl-、SO42-

B. 0.1mol/LFeCl3溶液中:Na+、Ba2+、NO3-、SCN-

C. 的溶液中:NH4+、Ca2+、Cl-、NO3-

D. 水電離的c(OH-)=1×10-13mol/L的溶液中:K+、Na+、AlO2-、CO32-

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科目:高中化學 來源: 題型:

【題目】(I)CuCl2溶液顯_____性,理由是(用離子方程式表示)____________

(II)BaSO4濁液中存在______平衡,其表達式為:__________________

(III)已知:①2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H1=﹣1275.6kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H2=﹣566.0kJ/mol,

③H2O(g)═H2O(l)△H3=﹣44.0kJ/mol

上述三個反應中,△S<0的是___________.甲醇燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式是______________________

(IV)已知碳酸H2CO3:Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11

草酸H2C2O4:Ka1=5.9×10-2,Ka2=6.4×10-5,0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH____________0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。(選填“大于”“小于”或“等于”),等濃度草酸溶液和碳酸溶液中,氫離子濃度較大的是___________。若將等濃度的草酸溶液和碳酸溶液等體積混合,溶液中各種粒子濃度大小的順序正確的是_____。(選填編號)

A.c(H+)>c(HC2O4-)>c(HCO3-)>c(CO32-

B.c(HCO3-)>c(HC2O4-)c(C2O42-)>c(CO32-

C.c(H+)>c(HC2O4-)>c(C2O42-)>c(CO32-

D.c(H2CO3)>c(HCO3-)>c(HC2O4-)>c(CO32-

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