【題目】隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展,二氧化碳污染的處理成為科學(xué)研究的重點,回答下列問題:

I.有人提出利用H2還原CO2使其轉(zhuǎn)化為有機化工的主要原料乙烯。

(1)查閱資料:H2的燃燒熱為285.8kJ/mol,C2H4的燃燒熱為l41lkJ/mollmolH2O(1)轉(zhuǎn)化為H2O(g)需吸收44kJ的熱量。則反應(yīng)6H2(g)+2CO2(g) C2H4(g)+4H2O(g)

H=___________kJ/mol

(2)下圖是探究不同溫度對CO2的轉(zhuǎn)化率和催化劑的催化效率影響的示意圖。

①生產(chǎn)中通常選用的溫度最好是___________,理由是___________。

②圖中表示的化學(xué)平衡常數(shù):M___________N(>=、<)

250℃時,在2L密閉容器中分別充入6molH22 molCO2,到達平衡時體系中C2H4的體積分數(shù)為___________。

.CO在一定條件下,能與H2合成二甲醚:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)。

(1)1L的密閉容器中分別充入2.5molH2 bmol CO2發(fā)生反應(yīng),在不同溫度下達到平衡狀態(tài)時測得實驗數(shù)據(jù)如下表:

①到達平衡時若升高溫度,則上述平衡___________方向移動(填“正反應(yīng)”或“逆反應(yīng)”)。

②轉(zhuǎn)化率:x___________y(填>=、<

(2)新型高效的二甲醚燃料電池工作時總反應(yīng)式:CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O

①該電池的負極是___________(ab),負極電極反應(yīng)式為___________;

②利用該電池冶鋁,若制得金屬鋁54g理論上消耗二甲醚___________g。

【答案】-127.8 250℃ 此時催化劑活性最高 > 7.7%1/13 逆反應(yīng) > a CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+ 23

【解析】

I.(1)根據(jù)燃燒熱的概念和題意寫出熱化學(xué)方程式:H2(g)+0.5O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol①;C2H4(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g)△H=-1411.0kJ·mol-1②;H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ·mol-1③;利用蓋斯定律將①×6-②-③×4可得。

(2)①根據(jù)圖示催化劑的反應(yīng)活性和溫度對速率、平衡的影響綜合考慮:此時催化劑活性最高

升高溫度二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減低,則升溫平衡逆向移動,所以M點化學(xué)平衡常數(shù)大于N點;

根據(jù)三段式計算;

Ⅱ.(1)①分析表格數(shù)據(jù),根據(jù)溫度對CO2的轉(zhuǎn)化率影響分析;

CO2起始物質(zhì)的量為1.25mol時,溫度越高,CO2的轉(zhuǎn)化率越小,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故結(jié)合表格分析。

(2)①根據(jù)電子流動方向和氫離子移動方向可知,通入a的電極為負極;電極反應(yīng)為:CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+

根據(jù)關(guān)系式4Al~12e~CH3OCH3計算。

(1)根據(jù)H2(g)的燃燒熱為285.8kJ·mol-1則其熱化學(xué)方程式為:H2(g)+0.5O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol①;CH2=CH2(g)的燃燒熱為1411.0kJ·mol-1其熱化學(xué)方程式為:C2H4(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g)△H=-1411.0kJ·mol-1②;H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ·mol-1③;利用蓋斯定律將①×6-②-③×4可得:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)H=-127.8kJ·mol-1

(2)①如圖所示,化學(xué)反應(yīng)速率隨溫度的升高而加快催化劑的催化效率隨溫度升高先增大后降低,所以根據(jù)催化劑的反應(yīng)活性和溫度對速率、平衡的綜合影響角度,最好選擇250℃;

②升高溫度二氧化碳的平衡轉(zhuǎn)化率減小則升溫平衡逆向移動,所以M點化學(xué)平衡常數(shù)大于N

③在2L密閉容器中分別充入6 mol H22 mol CO2,由圖可知250℃時,M點的二氧化碳轉(zhuǎn)化率50%,由方程式可得

6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)

起始量(mol·L-1) 3 1 0 0

變化量(mol·L-1) 1.5 0.5 0.25 1

平衡量(mol·L-1) 1.5 0.5 0.25 1

產(chǎn)物CH2=CH2的體積分數(shù)= =7.7%

Ⅱ.(1)①分析表格可知當(dāng)CO2起始物質(zhì)的量為1.25mol,溫度越低,CO2的轉(zhuǎn)化率越大說明降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動,故升高溫度平衡向逆反應(yīng)方向移動;

②由CO2起始物質(zhì)的量為1.25mol溫度越高,CO2的轉(zhuǎn)化率越小,說明正反應(yīng)是放熱反應(yīng),故結(jié)合表格可知w<32,x>33;由于CO2(g)、H2(g)按物質(zhì)的量1:3反應(yīng),H2(g)物質(zhì)的量為2.5mol,CO2的物質(zhì)的量(b)越大,CO2的轉(zhuǎn)化率越小,y<w,綜合上述分析可知x>33>32>w>y;

(2)①根據(jù)圖知交換膜是質(zhì)子交換膜,則電解質(zhì)溶液呈酸性根據(jù)電子流動方向和氫離子移動方向可知,通入a的電極為負極通入b的電極為正極,負極上二甲醚失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成二氧化碳,負極反應(yīng)式為 CH3OCH3+3H2O-12e-=2CO2+12H+;根據(jù)電子守恒可以建立關(guān)系式4Al~12e~CH3OCH3,由此可得若制得金屬鋁54g,理論上消耗甲醇23g。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

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【題目】5.1g鎂鋁合金的粉末放入過量的鹽酸中,得到5.6L H2(標準狀況下).試計算:

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2)該合金中鋁和鎂的物質(zhì)的量之比_______

3)若向反應(yīng)后的溶液中加入足量的NaOH溶液,最終能產(chǎn)生沉淀_______克?

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B. 工業(yè)上由乙烯制乙醇、苯制環(huán)己烷均屬于加成反應(yīng)

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【題目】釩是人體必需的微量元素,能預(yù)防突發(fā)性心臟病等疾病,常見化合價有+2+3、+4+5。實驗室模擬工業(yè)生產(chǎn)制備V2(CO3)3的步驟如下:

①取18.20gV2O5放入水中攪拌形成懸濁液,通入二氧化硫充分反應(yīng)可得V2(SO4)3溶液。

②將V2(SO4)3溶液與足量的碳酸鈉溶液混合,充分反應(yīng)后過濾洗滌、干燥,得V2(CO3)3固體22.56g。

已知:+5價Ⅴ具有氧化性,+3V具有還原性,易被氧氣氧化。

回答下列問題:

(1)實驗室用Na2SO3固體和H2SO4()制取SO2,可選用的發(fā)生裝置是___________(AB),若利用下述裝置制取并收集干燥的SO2,連接順序為a→____________________________________________→f。

(2)步驟①實驗裝置如下:

①圖中利用水浴處理的優(yōu)點是___________,裝置C中長頸漏斗的作用是___________

②通入二氧化硫前和實驗結(jié)束后都要通入N2,目的是___________。

③寫出儀器D中反應(yīng)的離子方程式___________。

(3)步驟②中洗滌操作后,證明已經(jīng)洗凈的操作是___________,本實驗中的產(chǎn)率為___________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】將一定質(zhì)量的鎂鋁混合物投入200 mL硫酸中,固體全部溶解后,向所得溶液中加入5 mol/LNaOH溶液,生成沉淀的物質(zhì)的量n與加入NaOH溶液的體積V的變化如圖所示。

1)加入NaOH 0 20mL 時發(fā)生反應(yīng)離子方程式___________________,

加入NaOH 20 200mL 時發(fā)生反應(yīng)離子方程式___________________,

加入NaOH 200 240mL 時發(fā)生反應(yīng)離子方程式___________________

2)鎂和鋁的總質(zhì)量為________g

3)硫酸的物質(zhì)的量濃度為___________ mol/L

4)生成的氫氣在標準狀況下的體積為__________L

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】簡單原子的原子結(jié)構(gòu)可用下圖形象地表示:

其中表示質(zhì)子或電子,表示中子,則下列有關(guān)①②③的敘述正確的組合是(

a.①②③互為同位素 b.①②③互為同素異形體

c.①②③是三種化學(xué)性質(zhì)不同的粒子 d.①②③具有相同的質(zhì)量數(shù)

e.①②③具有相同的質(zhì)量 f.①②③是三種不同的原子

A. afB. d、eC. b、cD. ef

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【題目】對于反應(yīng)A (g)+ 3B(g) =2C(g) + 2D(g),下列數(shù)據(jù)表示反應(yīng)進行得最快的是( )

A. v(A)=0.7mol/(L·s)B. v (B) =1.8mol/(L· s)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】常溫時,改變飽和氯水的pH,得到部分含氯微粒的物質(zhì)的量分數(shù)與pH的關(guān)系如圖所示。下列敘述不正確的是

A. 該溫度下,HClOH++ClO-的電離常數(shù)Ka的對值lgKa= -7.54

B. 氯水中的Cl2ClO-、HClO均能與KI發(fā)生反應(yīng)

C. pH1的氯水中,c(Cl2)c(Cl3-)c(HClO)c(ClO-)

D. 已知常溫下反應(yīng)Cl2(aq)+Cl-(aq)Cl3-(aq)K0.191,當(dāng)pH增大時,K減小

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