【題目】研究CO2的利用對促進低碳社會的構建具有重要意義。
(1)一定條件下,在CO2與足量碳反應所得平衡體系中加入H2和適當催化劑,有下列反應發(fā)生:
CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) H1=-206.2 kJ/mol
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2
若CO2還原H2生成0.1molCH4(g)和一定量的H2O(g),整個過程中放出的熱量為16.5kJ,則△H2=____________。
(2)為研究CO2與CO之間的轉化。讓一定量的CO2與足量碳在體積可變的密閉容器中反應:C(s)+CO2(g)2CO(g) H,測得壓強、溫度對CO的體積分數(shù)(φ(CO)%)的影響如圖所示:
回答下列問題:
①p1、p2、p3的大小關系是______________,圖中a、b、c三點對應的平衡常數(shù)大小關系是____________。
②900℃、1.013MPa時,1molCO2與足量碳反應達平衡后容器的體積為VL,CO2的轉化率為_____________,(保留一位小數(shù))該反應的平衡常數(shù)K=_________。
③將②中平衡體系溫度降至640℃,壓強降至0.1013MPa,重新達到平衡后CO2的體積分數(shù)為50%。條件改變時,正反應和逆反應速率如何變化?_______________________________,二者之間有何關系?________________________。
(3)CO2可用于工業(yè)制備草酸鋅,其原理如圖所示(電解液不參加反應),Zn電極是_____極。已知在Pb電極區(qū)得到ZnC2O4,則Pb電極上的電極反應式為______________。
【答案】-41.2 kJ/mol p1<p2<p3 Ka=Kb<Kc 66.7% 16/3Vmol/L 正反應和逆反應速率均減小 v(正)<v(逆) 陽 2CO2+2e-=C2O42-
【解析】
(1) 若CO2還原H2生成0.1mol CH4(g)和一定量的H2O(g),整個過程中放出的熱量為16.5kJ,可得反應③CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) H3=-165.0 kJ/mol;
①CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g) H1=-206.2 kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,由①-③得反應CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 則△H2=H1-H3=-206.2 kJ/mol+165.0 kJ/mol=-41.2 kJ/mol;
(2)①正反應是體積增大的可逆反應,增大壓強CO的含量降低。根據(jù)圖像可知在溫度相等時p1對應的CO含量最高,則p1、p2、p3的大小關系是p1<p2<p3。升高溫度CO含量升高,說明正反應是吸熱反應。平衡常數(shù)只與溫度有關系,升高溫度平衡右移,平衡常數(shù)增大,則圖中a、b、c三點對應的平衡常數(shù)大小關系是Ka=Kb<Kc;
②900 ℃、1.013 MPa時CO的含量是80%,則
C(s)+CO2(g) 2CO(g)
起始量(mol) 1 0
轉化量(mol) x 2x
平衡量(mol) 1-x 2x
因此,解得x=,則CO2的轉化率為66.7%;
反應的平衡常數(shù)K==;
③平衡體系溫度降至640 ℃,壓強降至0.1013 MPa,重新達到平衡后CO2的體積分數(shù)為50%,說明平衡向逆反應方向進行,則v(正)<v(逆);
(3)此裝置是電解池,電極的名稱為陰陽兩極,根據(jù)信息,Zn失電子,因此鋅作陽極,在Pb上生成ZnC2O4,因此陰極電極反應式為2CO2+2e-=C2O42-。
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【題目】在2A+B 3C+4D反應中,表示該反應速率最快的是( )
A. υ(A)= 0.5 mol/(L·s) B. υ(B)= 18 mol/(L·min)
C. υ(C)= 0.8 mol/(L·s) D. υ(D)= 1 mol/( L·s)
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【題目】目前工業(yè)合成氨的原理是:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93.0kJ/mol
(1)己知一定條件下:2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) △H=+1530.0kJ/mol。則表示氫氣燃燒熱的熱化學方程式為____________________。
(2)在恒溫恒容裝置中進行合成氨反應,各組分濃度-時間圖像如下。
① 表示N2濃度變化的曲線是 (填序號)。
② 前25min 內,用H2濃度變化表示的化學反應速率是 。
③ 在25min時,采取下列措施,能使N2的轉化率提高的是__________(填序號)。
a. 通入1molN2
b. 通入1molH2
c. 通入1molHe氣
d. 通入1molHCl
e. 通入1molN2和3molH2
(3)在恒溫恒壓裝置中進行工業(yè)合成氨反應,下列說法錯誤的是__________(填序號)。
a.氣體體積不再變化,則已平衡
b.氣體密度不再變化,則已平衡
c.平衡后,壓縮容器,會生成更多NH3
d.平衡后,往裝置中通入一定量Ar,平衡不移動
(4)電廠煙氣脫氮:主反應為:①4NH3(g)+6NO(g)5N2(g)+6H2O(g) △H<0
副反應為:②2NH3(g)+8NO(g)5N2O(g)+3H2O(g) △H>0
平衡混合氣中N2與N2O含量與溫度的關系如圖所示。
請回答:在400~600K時,隨溫度的升高,平衡混合氣中N2含量_____________(填“升高”、“降低”或“不變”),導致這種規(guī)律的原因是_______________________。
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【題目】如圖表示配制100mL0.100molL﹣1Na2CO3溶液的幾個關鍵實驗步驟和操作,據(jù)圖回答下列問題:
(1)用容量瓶配制一定物質的量濃度的溶液,該容量瓶必須是_____。
①干燥的 ②瓶塞不漏水的 ③用欲配制的溶液潤洗過的 ④以上三項均須要求的
(2)若用Na2CO310H2O來配制溶液,需要稱量晶體_____克。若所稱取的晶體已經有一部分失去了結晶水,則所配制的溶液濃度偏_____。(填“大/小”)
(3)寫出配制溶液中所需要用到的玻璃儀器的名稱:燒杯、_____。
(4)步驟B通常稱為轉移,步驟A通常稱為_____。步驟D稱為_____,若沒有步驟D,則配制的濃度偏_____。(填“大/小”)。
(5)將上述實驗步驟A﹣F按實驗過程先后次序排列_____。
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【題目】某學生探究如下實驗(A):
實驗A | 條件 | 現(xiàn)象 |
加熱 | i.加熱后藍色褪去 ii.冷卻過程中,溶液恢復藍色 ⅲ.一段時間后,藍色重又褪去 |
(1)使淀粉變藍的物質是____。
(2)分析現(xiàn)象i、ii認為:在酸性條件下,加熱促進淀粉水解,冷卻后平衡逆向移動。
設計實驗如下,“現(xiàn)象a”證實該分析不合理:
“現(xiàn)象a”是____。
(3)再次分析:加熱后單質碘發(fā)生了變化,實驗如下:
I:取少量碘水,加熱至褪色,用淀粉溶液檢驗揮發(fā)出的物質,變藍。
Ⅱ:向褪色后的溶液中滴加淀粉溶液,冷卻過程中一直未變藍;加入稀H2SO4,瞬間變藍。
對步驟Ⅱ中稀H2SO4的作用,結合離子方程式,提出一種合理的解釋:______________。
(4)探究碘水褪色后溶液的成分:
實驗1:測得溶液的pH≈5
實驗2:取褪色后的溶液,完成如下實驗:
①產生黃色沉淀的離子方程式是____。
②Ag2O的作用是____________。
③依據(jù)上述實驗,推測濾液中含有的物質(或離子)可能是_________。
(5)結合化學反應速率解釋實驗A中現(xiàn)象i、現(xiàn)象iii藍色褪去的原因:_______________。
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【題目】甲醇是人們開發(fā)和利用的一種新能源。已知:
①2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH1=-571.8 kJ·mol-1;
②CH3OH(g)+1/2O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH2=-192.9 kJ·mol-1
(1)甲醇蒸氣完全燃燒的熱化學方程式為_____________________________________
(2)反應②中的能量變化如圖所示,則ΔH2=__________。(用E1、E2的相關式子表示)
(3)H2(g)的燃燒熱為________。
(4)請你分析H2(g)作為能源比甲醇蒸氣作為能源的優(yōu)點:________________(寫出兩點即可)。
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【題目】已知:pKa=-lgKa。25℃時,幾種弱酸的pKa值如下表所示。下列說法正確的是
弱酸的化學式 | CH3COOH | HCOOH | H2SO3 |
pKa | 4.74 | 3.74 | 1.90 7.20 |
A. 向Na2SO3溶液中加入過量乙酸,反應生成SO2
B. 25℃時,pH=8的甲酸鈉溶液中,c( HCOOH)=9.9×10-7mol·L-1
C. 25℃時,某乙酸溶液pH=a,則等濃度的甲酸pH=a-1
D. 相同溫度下,等濃度的 HCOONa溶液比Na2SO3溶液的pH大
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【題目】常溫下PbSO4、PbCO3的溶度積常數(shù)分別為1.7×、7.4×,下列說法錯誤的是
A. PbSO4的飽和溶液中,c(Pb2+)約為1.3×
B. 反應PbSO4(s)+CO32-(aq) PbCO3(s)+SO42-(aq)的平衡常數(shù)約為4.4×
C. 向c(CO32-)=c(SO42-)的混合液中滴加Pb(NO3)2溶液,先得到PbCO3沉淀
D. PbCO3在水中的溶解度比在Pb(NO3)2溶液中的大
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【題目】二氧化鈦在一定波長光的照射下,可有效降解甲醛、苯等有機物,效果持久,且自身對人體無害。某課題組研究了溶液的酸堿性對TiO2光催化染料R降解反應的影響,結果如圖所示。下列判斷正確的是
A. 在0~20min之間,pH=7時R的降解速率為0.07mol·L-1·min-1
B. R的起始濃度不同,無法判斷溶液的酸堿性對R的降解速率的影響
C. 二氧化鈦對pH=2的R溶液催化效率好
D. 在0~50 min之間,R的降解百分率pH=2大于pH=7
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