【題目】航天員呼吸產(chǎn)生的CO2用下列反應(yīng)處理,可實(shí)現(xiàn)空間站中O2的循環(huán)利用。
Sabatier反應(yīng):CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)
水電解反應(yīng):2H2O(l)2H2(g)+O2(g)
(1)將原料氣按∶=1∶4置于密閉容器中發(fā)生Sabatier反應(yīng),測(cè)得H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示(虛線表示平衡曲線)。
① 該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度升高而__________(填“增大”或“減小”)。
② 溫度過高或過低均不利于該反應(yīng)的進(jìn)行,原因是________。
③ 200℃達(dá)到平衡時(shí)體系的總壓強(qiáng)為p,該反應(yīng)平衡常數(shù)Kp的計(jì)算式為________。(不必化簡。用平衡分壓代替平衡濃度計(jì)算,分壓=總壓×物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))
(2)Sabatier反應(yīng)在空間站運(yùn)行時(shí),下列措施能提高CO2轉(zhuǎn)化效率的是______(填標(biāo)號(hào))。
A.適當(dāng)減壓
B.增大催化劑的比表面積
C.反應(yīng)器前段加熱,后段冷卻
D.提高原料氣中CO2所占比例
E.合理控制反應(yīng)器中氣體的流速
(3)一種新的循環(huán)利用方案是用Bosch反應(yīng)CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)代替Sabatier反應(yīng)。
① 已知CO2(g)、H2O(g)的生成焓分別為–394 kJmol-1、–242 kJmol-1,Bosch反應(yīng)的ΔH =________kJmol-1。(生成焓指一定條件下由對(duì)應(yīng)單質(zhì)生成1mol化合物時(shí)的反應(yīng)熱)
② 一定條件下Bosch反應(yīng)必須在高溫下才能啟動(dòng),原因是________。
③ 新方案的優(yōu)點(diǎn)是________。
【答案】 減小 溫度過低,反應(yīng)速率減小 溫度過高,反應(yīng)向右進(jìn)行的程度小 BCE -90 反應(yīng)的活化能高;氫原子利用率為100%。
【解析】(1)①根據(jù)H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系圖可得:溫度越高,H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)越低,故隨升高溫度該反應(yīng)的平衡常數(shù)K減小。②溫度過低,反應(yīng)速率很;溫度過高,反應(yīng)向右進(jìn)行的程度小,故溫度過高或過低均不利于該反應(yīng)的進(jìn)行。③200℃時(shí)平衡體系中H2O(g)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.6,根據(jù)反應(yīng)化學(xué)方程式CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),所以CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.3,因此CO2和H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)共為0.1,又因?yàn)樵蠚獍?/span>∶=1∶4置于密閉容器中發(fā)生Sabatier反應(yīng),所以CO2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.02,H2的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為0.08;達(dá)到平衡時(shí)體系的總壓強(qiáng)為p,則四種物質(zhì)的分壓分別為:p(CO2)=0.02p、p(H2)=0.08p、p(CH4)=0.3p、p(H2O)=0.6p,所以該反應(yīng)平衡常數(shù)Kp為: =。
(2)首先明確:轉(zhuǎn)化效率不等于轉(zhuǎn)化率。A項(xiàng),適當(dāng)減壓化學(xué)反應(yīng)速率降低、降低平衡轉(zhuǎn)化率,故A錯(cuò)誤;B項(xiàng),增大催化劑的比表面積,提高了化學(xué)反應(yīng)速率,能提高CO2轉(zhuǎn)化效率,故B正確;C項(xiàng),反應(yīng)器前段加熱,加快反應(yīng)速率,后段冷卻,提高平衡轉(zhuǎn)化率,故C正確;D項(xiàng),提高原料氣中CO2所占比例,降低CO2的轉(zhuǎn)化率,故D錯(cuò)誤;E項(xiàng),合理控制反應(yīng)器中氣體的流速,可使反應(yīng)物充分反應(yīng),提高了CO2轉(zhuǎn)化效率,故E正確。綜上,選BCE。
(3)①由已知可得:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH =–394 kJmol-1,2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =–484 kJmol-1,所以Bosch反應(yīng)CO2(g)+2H2(g)C(s)+2H2O(g)的ΔH=[–484-(-394)] kJmol-1=-90kJmol-1。②Bosch反應(yīng)為放熱反應(yīng),一定條件下必須在高溫下才能啟動(dòng),說明高溫條件才能引發(fā)此反應(yīng)開始,故該反應(yīng)的活化能很高。③新方案與原方案相比氫原子利用率為100%。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】【化學(xué)—選修3: 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)】
鈦、鉻、鐵、鎳、銅等金屬及其化合物在工業(yè)上有重要用途。
(1)鈦鐵合金是鈦系儲(chǔ)氫合金的代表,該合金具有放氫溫度低、價(jià)格適中等優(yōu)點(diǎn)。
① Ti的基態(tài)原子價(jià)電子排布式為 。
② Fe的基態(tài)原子共有 種不同能級(jí)的電子。
(2)制備CrO2Cl2的反應(yīng)為K2Cr2O7+3 CCl4==="2" KCl+2 CrO2Cl2+3 COCl2↑。
① 上述化學(xué)方程式中非金屬元素電負(fù)性由大到小的順序是 (用元素符號(hào)表示)。
② COCl2分子中所有原子均滿足8電子構(gòu)型,COCl2分子中σ鍵和π鍵的個(gè)數(shù)比為 ,中心原子的雜化方式為 。
(3)NiO、FeO的晶體結(jié)構(gòu)均與氯化鈉的晶體結(jié)構(gòu)相同,其中Ni2+和Fe2+的離子半徑分別為6.9×10-2nm和7.8×10-2nm。則熔點(diǎn):NiO (填“>”、“<”或“=”)FeO。
(4)Ni和La的合金是目前使用廣泛的儲(chǔ)氫材料,具有大容量、高壽命、耐低溫等特點(diǎn),在日本和中國已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化。該合金的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
①該晶體的化學(xué)式為 。
②已知該晶胞的摩爾質(zhì)量為M g·mol-1,密度為d g·cm-3。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則該晶胞的體積是 cm3(用含M、d、NA的代數(shù)式表示)。
③該晶體的內(nèi)部具有空隙,且每個(gè)晶胞的空隙中儲(chǔ)存6個(gè)氫原子比較穩(wěn)定。已知:a=511 pm,c=397 pm;標(biāo)準(zhǔn)狀況下氫氣的密度為8.98×10-5 g·cm-3;儲(chǔ)氫能力=。若忽略吸氫前后晶胞的體積變化,則該儲(chǔ)氫材料的儲(chǔ)氫能力為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】煉鋅廠的銅鎘廢渣中含有銅、鋅、鎘、鐵、砷等元素,其含量依次減少。對(duì)這些元素進(jìn)行提取分離能減少環(huán)境污染,同時(shí)制得ZnSO4·7H2O實(shí)現(xiàn)資源的再利用。其流程圖如下。已知FeAsO4難溶于水;ZnSO4·7H2O易溶于水,難溶于酒精。
金屬離子 | Fe3+ | Zn2+ | Mn2+ | Cu2+ | Cd2+ |
開始沉淀pH | 2.7 | 6.5 | 7.7 | 5.2 | 6.9 |
沉淀完全pH | 3.2 | 8.0 | 9.8 | 6.4 | 9.4 |
請(qǐng)回答下列問題:
(1)提高浸出率可以采用的方法是(寫出其中一點(diǎn)即可)______________。
(2)濾液I中有少量的AsO33-,若不除去,則AsO33-與Cd反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生一種有毒氫化物氣體,該氣體的分子式為_________。向?yàn)V液I中逐滴滴人酸性KmnO4溶液可與AsO33-發(fā)生反應(yīng)生成FeAsO4,完成該反應(yīng)的離子方程式:_________
___Fe2++___AsO33-+___MnO4-+ □= Mn2++ FeAsO4↓+ □,判斷該滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象是_______。
(3)流程中②調(diào)節(jié)pH時(shí)可以選用的試劑為________,濾渣Ⅱ的主要成份為________。
(4)常溫下Zn(OH)2的溶度積Ksp=_____________________。
(5)制得的ZnSO4 7H2O需洗滌,洗滌晶體時(shí)應(yīng)選用試劑為________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】加熱NaHCO3的飽和溶液,測(cè)得該溶液的pH發(fā)生如下變化:
溫度/℃ | 10 | 20 | 30 | 加熱煮沸后冷卻到50℃ |
pH | 8.3 | 8.4 | 8.5 | 8.8 |
(1)寫出NaHCO3水解的離子方程式__________,甲同學(xué)認(rèn)為,該溶液的pH升高的原因是HCO3-的水解程度增大,故堿性增強(qiáng)。
(2)乙同學(xué)認(rèn)為溶液的pH升高的原因是NaHCO3受熱分解,生成了Na2CO3,并推斷Na2CO3的水解程度_______NaHCO3(選填“>”、“<”或“=”)
(3)丙同學(xué)認(rèn)為甲、乙的判斷都不充分。丙認(rèn)為:
①只要在加熱煮沸的溶液中加入足量的試劑X,若產(chǎn)生沉淀,則_______(選填“甲”或“乙”)判斷正確。試劑X是_________。
A. Ba(OH)2溶液 B.BaCl2溶液 C.NaOH溶液 D.澄清石灰水
②將加熱后的溶液冷卻到10℃,若溶液的pH____8.3(選填“>”、“<”或“=”),則__________(選填“甲”或“乙”)判斷正確。
③查閱資料,發(fā)現(xiàn)NaHCO3的分解溫度為150℃,丙斷言_____(選填“甲”或“乙”)的判斷是錯(cuò)誤的,理由是______________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列敘述正確的是( 。
A. 和 均是芳香烴,既是芳香烴又是芳香化合物
B. 鄰二甲苯的一氯取代物有2種
C. 在加熱和催化劑作用下,最多能與4 mol H2反應(yīng)
D. 由乙烯推測(cè)丙烯的結(jié)構(gòu),丙烯分子中所有原子都在同一平面上
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】浮選凝聚法處理酸性污水的工作原理如圖所示,下列說法不正確的是
A. 通入甲烷的石墨電極的電極反應(yīng)式為:CH4+10OH--8e-═CO32-+7H2O
B. 通入空氣的石墨電極的電極反應(yīng)式為O2+2CO2+4e-═2CO32-
C. Fe電極的電極反應(yīng)式為:Fe-2e-═Fe2+
D. 為增強(qiáng)污水的導(dǎo)電能力,可向污水中加入適量工業(yè)用食鹽
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】(1)閱讀、分析下列兩個(gè)材料:
材料一
物質(zhì) | 熔點(diǎn)/℃ | 沸點(diǎn)/℃ | 密度/g/cm3 | 溶解性 |
乙二醇 | 11.5 | 198 | 1.11 | 易溶于水和乙醇 |
丙三醇 | 17.9 | 290 | 1.26 | 能跟水、酒精以任意比互溶 |
材料二
回答下列問題(填序號(hào)):
A.蒸餾法 B.萃取法 C.“溶解、結(jié)晶、過濾”的方法 D.分液法
①將純堿從氯化鈉和純堿的混合物中分離出來,最好用 ;
②將乙二醇和丙三醇相互分離的最佳方法是___________。
(2)閱讀材料三
在溶解性方面,Br2(溴)與I2很相似,其稀的水溶液顯黃色。在實(shí)驗(yàn)室里從溴水(Br2的水溶液)中提取Br2和提取I2的方法相似。
回答下列問題:
①常用的提取方法是____________,化學(xué)試劑是 ,最主要的儀器是 。
②若觀察發(fā)現(xiàn)提取Br2以后的水還有顏色,解決該問題的方法是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有關(guān)物質(zhì)性質(zhì)或用途的說法正確的是( 。
A. 濃硫酸具有強(qiáng)氧化性,故不可用作干燥二氧化硫氣體
B. 明礬可用作凈水劑、晶體硅用來制作光導(dǎo)纖維
C. 稀硫酸中加入KNO3可使金屬銅溶解
D. 氯氣通入品紅溶液中溶液褪色,說明Cl2具有漂白性
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】化學(xué)實(shí)驗(yàn)是學(xué)習(xí)化學(xué)的基礎(chǔ),要通過實(shí)驗(yàn)去學(xué)習(xí)化學(xué)。
(1)下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)的敘述中正確的有________。
A.不慎碰翻燃著的酒精燈使酒精在桌面上燃燒起來,應(yīng)立即用濕抺布滅火
B.不慎將酸沾到皮膚或衣物上,應(yīng)立即用濃NaOH溶液清洗
C.用托盤天平稱量物品質(zhì)量時(shí),物品應(yīng)置于右盤
D.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)節(jié)約藥品,實(shí)驗(yàn)剩余的藥品應(yīng)放回原試劑瓶
E.可燃性氣體點(diǎn)燃前一定要驗(yàn)純
(2)請(qǐng)將下列錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)操作可能會(huì)引起的不良后果填在表格中。
實(shí)驗(yàn) | 向試管中加鋅粒 | 對(duì)量筒中液體讀數(shù) | 濃硫酸的稀釋 |
錯(cuò)誤操作 | |||
不良后果 |
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