【題目】基于新材料及3D打印技術(shù)，科學(xué)家研制出一種微膠囊吸收劑能將工廠排放的CO2以更加安全、廉價(jià)和高效的方式處理掉，球形微膠囊內(nèi)部充入Na2CO3溶液，其原理如圖所示。

（1）這種微膠囊吸收CO2的原理是_____________(用離子方程式解釋)，此過程是_______（填“吸收”或“放出”）能量的過程。

（2）在吸收過程中關(guān)于膠囊內(nèi)溶液下列說法正確的是_____________。

a.吸收前溶液中c(Na＋)>c(CO32－)>c(HCO3－)>c(OH－)>c(H＋)

b.吸收過程中，體系中所有的含碳微粒是CO32－、HCO3－、H2CO3

c.當(dāng)n(CO2)：n(Na2CO3)＝1:3時(shí)，溶液中c(CO32－)<c(HCO3－)

d.溶液中始終有c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO32－)＋c(HCO3－)＋c(OH－)

（3）將吸收的CO2催化加氫可制得乙烯。

已知：2CO2(g)＋6H2(g) C2H4(g)＋4H2O(g)△H＝－127.8 kJ/mol，如圖曲線a表示在體積為2 L的恒容容器中，投料為1 mol CO2和3 mol H2時(shí)，測(cè)得溫度對(duì)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率的影響，改變投料比測(cè)量后得到曲線b。

①根據(jù)曲線a計(jì)算250℃時(shí)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K＝_____________（帶入數(shù)值列出計(jì)算式即可）

②b條件下投料比n(H2)/n(CO2)______3（填“＞”、“＜”或“＝”），判斷依據(jù)是____________________________

③下列說法正確的是_____________。

a.平衡常數(shù)大小：M=M1> N

b.其他條件不變，b條件時(shí)增加催化劑用量，則250℃時(shí)CO2的平衡轉(zhuǎn)化率可能達(dá)到M

c.當(dāng)壓強(qiáng)、混合氣體的密度或n(H2)/n(CO2)不變時(shí)均可視為化學(xué)反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)

d.工業(yè)生產(chǎn)中采取較高溫度（250 ℃左右）是為了提高催化劑活性加快反應(yīng)速率。

【答案】CO2＋H2O＋CO32－＝2HCO3－ 放出 cd 0.125×0.54/(0.252×0.756) ＜ 其它條件不變時(shí)，增加H2的濃度，可以提高CO2的轉(zhuǎn)化率 ad

【解析】

(1)根據(jù)二氧化碳與碳酸鈉溶液反應(yīng)分析；

(2)根據(jù)鹽類水解法原理結(jié)合物料守恒和電荷守恒關(guān)系判斷；

(3)結(jié)合圖像進(jìn)行分析，可以得到CO2的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化的關(guān)系，也可以得到催化效率隨溫度變化的關(guān)系，具體分析即可；

(1) CO2被碳酸鈉溶液吸收發(fā)生的反應(yīng)為CO2＋ H2O＋ Na2CO3＝2NaHCO3，離子方程式為CO2＋H2O＋CO32－＝2HCO3－；由圖可知解吸過程為吸熱過程，則吸收CO2過程為放出熱量的過程；

(2) a.吸收前溶液中，由于CO32－水解，溶液呈堿性，離子大小順序?yàn)?/span>c(Na＋)>c(CO32－)>c(OH－)>c(HCO3－)> c(H＋)，故a項(xiàng)錯(cuò)誤；

b.吸收過程中，體系中所有的含碳微粒是CO32－、HCO3－、H2CO3以及溶解的CO2分子，故b項(xiàng)錯(cuò)誤；

c.當(dāng)n(CO2)：n(Na2CO3)＝1:3時(shí)，由反應(yīng)式CO2＋H2O＋CO32－＝2HCO3－可知，吸收1mol CO2要消耗1molCO32－，同時(shí)生成2molHCO3－，剩余2mol CO32－，溶液中生成的HCO3－與未反應(yīng)的CO32－物質(zhì)的量相等，但由于CO32－水解程度大于HCO3－，則c(CO32－)<c(HCO3－)，故c項(xiàng)正確；

d.根據(jù)電荷守恒，溶液中始終有c(Na＋)＋c(H＋)＝2c(CO32－)＋c(HCO3－)＋c(OH－)，故d項(xiàng)正確；

綜上，本題選cd；

(3) ①250℃時(shí)，CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為50%，則平衡時(shí)c(CO2)=0.25mol/L、c(H2)=0.75mol/L 、c(C2H4) =0.125mol/L 、c(H2O)=0.5mol/L，故K=0.125×0.54/(0.252×0.756)；

②由題可知，其它條件不變時(shí)，增加H2的濃度，可以提高CO2的轉(zhuǎn)化率，故b條件下投料比n(H2)/n(CO2)<3；

③a.平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度不變平衡常數(shù)不變，則：M=M1，該反應(yīng)為放熱反應(yīng)，升高溫度K變小，M1> N，故平衡常數(shù)大�。�M=M1> N，a項(xiàng)正確；

b.加入催化劑，反應(yīng)速率加快，平衡不移動(dòng)，故b項(xiàng)錯(cuò)誤；

c.恒容容器中，反應(yīng)物和生成物均為氣體，氣體質(zhì)量不變，容器體積不變，故密度恒為定值，不能作為是否達(dá)到平衡的判斷依據(jù)，故c項(xiàng)錯(cuò)誤；

d.由圖可知，催化劑催化效率隨溫度升高先增大后降低，溫度為250 ℃左右時(shí)，催化效率最高，則工業(yè)生產(chǎn)中采取較高溫度是為了提高催化劑活性加快反應(yīng)速率，故d項(xiàng)正確；

綜上，本題選ad。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組在常溫下進(jìn)行電解飽和Ca(OH)2溶液的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)裝置與現(xiàn)象見下表。

序號(hào)

I

II

裝置

現(xiàn)象

兩極均產(chǎn)生大量氣泡，b極比a極多；a極溶液逐漸產(chǎn)生白色渾濁，該白色渾濁加入鹽酸有氣泡產(chǎn)生

兩極均產(chǎn)生大量氣泡，d極比c極多；c極表面產(chǎn)生少量黑色固體；c極溶液未見白色渾濁

下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的解釋與推論，正確的是（ ）

A. a極溶液產(chǎn)生白色渾濁的主要原因是電解過程消耗水，析出Ca(OH)2固體

B. b極產(chǎn)生氣泡：4OH－ －4e－ === O2↑ ＋2H2O

C. c極表面變黑：Cu －2e－ ＋2OH－ === CuO ＋H2O

D. d極電極反應(yīng)的發(fā)生，抑制了水的電離

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】25 °C時(shí)某些弱酸的電離平衡常數(shù)如下表，下列說法正確的是

A. 等物質(zhì)的量濃度溶液酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)椋?/span>H2CO3＞CH3COOH＞HClO

B. 向次氯酸鈉溶液中通入少量二氧化碳?xì)怏w的離子方程式為：ClO-+CO2+H2O=CO32-+2HClO

C. 等物質(zhì)的量濃度的NaClO和NaHCO3 混合溶液中：c(HClO)＋c(ClO－)＝c(HCO3－)＋c(CO32－)＋c(H2CO3)

D. 等pH情況下，溶液的物質(zhì)的量濃度由大到小的順序?yàn)椋?/span>Na2 CO3＞NaClO＞NaHCO3＞CH3COONa

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】（題文）（題文）PHB塑料是一種在微生物作用下可降解成無機(jī)物的環(huán)保型塑料，工業(yè)上可用異戊二烯合成：

已知：

(—R1、—R2、—R3、—R均為烴基)

請(qǐng)回答下列問題：

(1)A用系統(tǒng)命名法命名為_____，D中官能團(tuán)的名稱是_______。

(2)反應(yīng)①的反應(yīng)類型為_______________。

(3)B與H2反應(yīng)后的產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，則B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_____。

(4)寫出反應(yīng)④的化學(xué)方程式：_________________________________。

(5)C的同分異構(gòu)體X滿足下列條件：

①能發(fā)生水解反應(yīng)和銀鏡反應(yīng)；②1個(gè)分子中含有2個(gè)碳氧雙鍵。則符合條件的X共有______種。

另一種同分異構(gòu)體Y能與碳酸鈉溶液反應(yīng)放出氣體，能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，核磁共振氫譜共有四組峰且峰面積之比為1∶1∶2∶2，則Y的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_________。

(6)參照PHB的上述合成路線，設(shè)計(jì)一條由D為起始原料制備的合成路線(其他試劑任選)______________。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列說法中，不正確的是：（ ）

①金屬鈉、氫氣都能在氯氣中燃燒，生成白色的煙霧；②銅絲在氯氣中燃燒，生成藍(lán)綠色的氯化銅；③液氯就是氯氣的水溶液，它能使干燥的有色布條褪色；④久置的氯水，因氯氣幾乎完全揮發(fā)掉，剩下的就是水

A.①B.①②C.①③④D.①②③④

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列說法或表達(dá)式正確的是( )

A. 0.5mol 稀 H2 SO 4與0.5mol 稀 Ba (OH )2溶液反應(yīng)放出akJ熱量，則中和熱為 akJ/ mol

B. 則熱量變化關(guān)系式： △H1+△H3+△H5=-(△H2+△H4)

C. △H與反應(yīng)方程式中的化學(xué)計(jì)量數(shù)，物質(zhì)的狀態(tài)和可逆反應(yīng)均有關(guān)

D. 同溫同壓下， H2( g)+ Cl 2(g)= 2HCl (g)在光照和點(diǎn)燃條件下的△H不同

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】二氧化氯（ClO2）是極易溶于水且不與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的黃綠色氣體，沸點(diǎn)為11℃，可用于處理部分含硫廢水。某小組在實(shí)驗(yàn)室中利用下列裝置制備ClO2（此制備方法中經(jīng)空氣稀釋的SO2與ClO2不反應(yīng)）。

回答下列問題：

（1）儀器X的名稱是________。

（2）欲選擇上圖中的裝置收集ClO2，其連接順序?yàn)閍→_________________________（按氣流方向，用小寫字母表示）。

（3）裝置C的作用是_________，裝置E中反應(yīng)的離子方程式為________________________。

（4）處理含硫（Na2S）堿性廢水時(shí)，ClO2與Na2S反應(yīng)（S2-被氧化為SO42-）的離子方程式為__________；處理含硫堿性廢水時(shí)，相同條件下同體積的ClO2相對(duì)于Cl2的優(yōu)點(diǎn)是__________________________。

（5）ClO2很不穩(wěn)定，需現(xiàn)用現(xiàn)配，為測(cè)定所得溶液中ClO2的含量，進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn)：

步驟1：準(zhǔn)確量取V1 mL ClO2溶液加入錐形瓶中。

步驟2：用稀硫酸調(diào)節(jié)ClO2溶液的pH≤2.0，再加入足量KI晶體，靜置片刻。

步驟3：加入指示劑，用c mol·L-1的Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn)時(shí)，消耗V2 mL Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液。

（已知：2ClO2+8H++10I-===2C1-+5I2+4H2O；2S2O32-+I2===2I-+S4O62-）

①配制100mL c mol·L-1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)溶液時(shí)，用到的玻璃儀器有燒杯、量筒、玻璃棒、膠頭滴管和______。

②原溶液中ClO2的含量為____________（用含c、V1、V2的代數(shù)式表示）g·L-1。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】通過對(duì)淀粉水解產(chǎn)物的綜合利用，可以獲得多種有機(jī)物。它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如下（含有相同官能團(tuán)的有機(jī)物通常具有相似的化學(xué)性質(zhì)）：

已知B能與Na2CO3反應(yīng)，B的催化氧化產(chǎn)物不能發(fā)生銀鏡反應(yīng)，且1mol B與足量金屬鈉反應(yīng)產(chǎn)生1mol H2。

請(qǐng)回答：

（1）D中所含官能團(tuán)名稱是___________。（2）B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是_______________。

（3）C+D→E的化學(xué)方程式是____________。

（4）下列說法正確的是_________。

A．將一小粒鈉投入C中，鈉始終浮在液面上緩慢放出氣泡，同時(shí)得到能使酚酞試液變紅的物質(zhì)

B．在一定條件下，D和E都能通過加聚反應(yīng)生成高聚物

C．共mg A和B的混合物在氧氣中完全燃燒，消耗22.4m/30 L氧氣

D．B在濃硫酸作用下反應(yīng)可能生成六元環(huán)狀化合物

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下表是幾種弱電解質(zhì)的電離平衡常數(shù)、難溶電解質(zhì)的溶度積Ksp（25 ℃）。

電解質(zhì)

平衡方程式

平衡常數(shù)K

Ksp

CH3COOH

CH3COOHCH3COO-+H+

1.76×10-5

H2CO3

H2CO3H++HCO3-

HCO3-H++CO32-

K1=4.31×10-4

K2=5.61×10-11

C6H5OH

C6H5OHC6H5O-+H+

1.1×10-10

H3PO4

H3PO4H++H2PO4-

H2PO4-H++HPO42-

HPO42-H++PO43-

K1=7.52×10-3 K2=6.23×10-8 K3=2.20×10-13

NH3·H2O

NH3·H2ONH4++OH-

1.76×10-5

BaSO4

BaSO4(s)Ba2++SO42-

1.0×10-10

BaCO3

BaCO3(s)Ba2++CO32-

2.5×10-9

回答下列問題：

（1）由上表分析，若①CH3COOH，②HCO3-，③C6H5OH，④H2PO4-均可看做酸，則它們酸性最強(qiáng)的是_______（填編號(hào)）。

（2）向C6H5ONa溶液中通入少量CO2，寫出反應(yīng)的離子方程式_____________________。

（3）25 ℃時(shí)，將等體積等濃度的醋酸和氨水混合，混合液中：c(CH3COO-)______c(NH4+)（填“>”、“=”或“<”）。

（4）25 ℃時(shí)，向10 mL 0.01 mol·L-1苯酚（C6H5OH）溶液中滴加V mL 0.01 mol·L-1氨水，混合液中粒子濃度關(guān)系正確的是________。

A．若混合液pH>7，則V≥10

B．若混合液pH<7，則c(NH4+)>c(C6H5O-)>c(H+)>c(OH-)

C．V=10時(shí)，混合液中水的電離程度小于10 mL 0.01 mol·L-1苯酚溶液中水的電離程度

D．V=5時(shí)，2c(NH3·H2O)+2c(NH4+)=c(C6H5O-)+c(C6H5OH)

（5）Ⅰ.如圖所示，有T1、T2兩種溫度下兩條BaSO4在水中的沉淀溶解平衡曲線，回答下列問題：

①T2溫度時(shí)Ksp(BaSO4)=__________；

②討論T1溫度時(shí)BaSO4的沉淀溶解平衡曲線，下列說法不正確的是________。

A．加入Na2SO4可使溶液由a點(diǎn)變?yōu)?/span>b點(diǎn)

B．在T1曲線上方區(qū)域（不含曲線）任意一點(diǎn)時(shí)，均有BaSO4沉淀生成

C．蒸發(fā)溶劑可能使溶液由d點(diǎn)變?yōu)榍�上a，b之間的某一點(diǎn)（不含a，b）

D．升溫可使溶液由b點(diǎn)變?yōu)?/span>d點(diǎn)

Ⅱ.現(xiàn)有0.35mol的BaSO4沉淀，每次用1 L飽和Na2CO3溶液（物質(zhì)的量濃度為1.7 mol·L-1）處理。若使BaSO4中的SO42-全部轉(zhuǎn)化到溶液中，需要反復(fù)處理________次。[提示：BaSO4(s)+CO32-(aq)BaCO3(s)+SO42-(aq)]

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