3.有科學(xué)家提出“綠色自由”的構(gòu)想:將CO2變?yōu)槿剂匣蛴袡C(jī)化學(xué)品.其構(gòu)想分成3個(gè)步驟:
①利用濃碳酸鉀溶液吸收空氣中的CO2
②將第①步吸收液電解產(chǎn)生H2和O2,同時(shí)分離出CO2
③將第②步產(chǎn)生的H2和CO2在一定條件下轉(zhuǎn)化成CH4和水蒸氣.
已知:H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H1=-285.8kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H2=-889.6kJ/mol
H2O(l)=H2O(g)△H3=+44.0kJ/mol
(1)第③步反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=-165.6kJ/mol.
(2)若在第②步電解吸收液時(shí)產(chǎn)生11.2LO2(標(biāo)準(zhǔn)狀況下),則第③步中最多可制得5.6L甲烷(標(biāo)準(zhǔn)狀況下)
(3)為探究在密閉容器中進(jìn)行第③步反應(yīng)的最佳投料比,某研究小組向恒溫(T1、T2均大于100℃)恒容容器中充入一定量的H2,在其他條件不變的情況下,改變起始CO2的物質(zhì)的量測(cè)定達(dá)到平衡時(shí)CH4的體積分?jǐn)?shù),實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示.則a、c兩點(diǎn)處所的平衡狀態(tài)中,氫氣的轉(zhuǎn)化率的大小關(guān)系是α(a)<α(c)(填“>”“<”或“=”),a、b、c、d四點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,對(duì)應(yīng)的平衡常數(shù)Ka、Kb、Kc、Kd的大小關(guān)系是Ka=Kc>Kb=Kd

分析 (1)已知:①H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H1=-285.8kJ/mol
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H2=-889.6kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g)△H3=+44.0kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,①×4-②+③×2可得:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g);
(2)根據(jù)方程式:2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H2↑+O2↑、CO2+4H2=CH4+2H2O,可得關(guān)系式2H2 ~O2 ~$\frac{1}{2}$CH4
(3)增大二氧化碳的濃度平衡正移,氫氣的轉(zhuǎn)化率增大;
平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),升高溫度平衡逆移,K要減小.

解答 解:(1)已知:①H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(l)△H1=-285.8kJ/mol
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H2=-889.6kJ/mol
③H2O(l)=H2O(g)△H3=+44.0kJ/mol
根據(jù)蓋斯定律,①×4-②+③×2可得:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=-165.6kJ/mol,
故答案為:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)△H=-165.6kJ/mol;
(2)根據(jù)方程式:2H2O$\frac{\underline{\;通電\;}}{\;}$2H2↑+O2↑、CO2+4H2=CH4+2H2O,可得關(guān)系式2H2 ~O2 ~$\frac{1}{2}$CH4,故收集11.2L氧氣時(shí),可以制得甲烷為11.2L×$\frac{1}{2}$=5.6L,
故答案為:5.6L;
(3)增大二氧化碳的濃度平衡正移,氫氣的轉(zhuǎn)化率增大,所以氫氣的轉(zhuǎn)化率的大小關(guān)系是:a(a)<a(c);
正反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度平衡逆向移動(dòng),甲烷的含量減小,故溫度T1>T2,而平衡常數(shù)只與溫度有關(guān),升高溫度平衡逆移,K要減小,故平衡常數(shù)Ka=Kc>Kb=Kd
故答案為:<;Ka=Kc>Kb=Kd

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)平衡影響因素、化學(xué)平衡圖象、平衡常數(shù)、蓋斯定律應(yīng)用等,(2)中注意利用關(guān)系式解答,注意平衡常數(shù)只受溫度影響.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

6.C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g);△H=+131.3KJ/mol.它表示( 。
A.1mol固態(tài)焦炭與1mol水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生1mol一氧化碳和1mol氫氣,吸收131.3 kJ的熱量
B.碳與水反應(yīng)吸收131.3 kJ的熱量
C.1mol碳和1mol水反應(yīng)吸收131.3 kJ的熱量
D.固態(tài)碳和氣態(tài)水各1mol反應(yīng),放出131.3 kJ的熱量

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

7.用下列方法均可制得氧氣:
①2KClO3═2KCl+3O2↑;②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
③2HgO═2Hg+O2↑;④2KMnO4═K2MnO4+MnO2+O2↑,
若要制得相同質(zhì)量的氧氣,反應(yīng)中電子轉(zhuǎn)移數(shù)目之比為2:1:2:2.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

4.設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為NA,將1mol的KAl(SO42•12H2O溶于水配成2L溶液,下列說(shuō)法中不正確的是( 。
A.1L溶液里含有NA個(gè)SO42-
B.1L溶液里K+離子數(shù)比SO42-離子數(shù)少NA個(gè)
C.2L溶液里,陰、陽(yáng)離子的總數(shù)大于4NA個(gè)
D.2L溶液里,Al3+離子個(gè)數(shù)一定小于NA個(gè)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

11.下列物質(zhì)中,不能溶于冷的濃H2SO4中的是( 。
A.溴乙烷B.乙醚C.乙醇D.乙烯

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

8.1273k時(shí),在固定體積為2L的密閉容器中加入2mol一氧化碳和2mol水,進(jìn)行化學(xué)反應(yīng):CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g).達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí)測(cè)得H2濃度為0.5mol/L.
(1)計(jì)算1273k該反應(yīng)的平衡常數(shù)K;
(2)計(jì)算此時(shí)CO的平衡轉(zhuǎn)化率;
(3)向該容器中再充入多少mol水才能使CO平衡轉(zhuǎn)化率達(dá)到90%

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

15.釩(V)及其化合物廣泛應(yīng)用于工業(yè)催化、新材料和新能源等領(lǐng)域.V2O5是接觸法制硫酸的催化劑.
(1)一定條件下,SO2 與空氣反應(yīng)t min后,SO2 和SO3物質(zhì)的量濃度分別為a mol/L、b mol•L-1,則SO2 起始物質(zhì)的量濃度為a+bmol/L;生成SO3的化學(xué)反應(yīng)速率為$\frac{t}$mol/L.
(2)全釩液流儲(chǔ)能電池是利用不同價(jià)態(tài)離子對(duì)氧化還原反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能和電能相互轉(zhuǎn)化的,其裝置原理如圖:

①當(dāng)左槽溶液逐漸由黃變藍(lán),其電極反應(yīng)式為VO2++2H++e-=VO2++H2O.
②充電過(guò)程中,右槽溶液顏色逐漸由綠色變?yōu)樽仙?br />③放電過(guò)程中氫離子的作用是參與正極反應(yīng)和通過(guò)交換膜定向移動(dòng)使溶液成電中性;充電時(shí)若轉(zhuǎn)移的電子數(shù)為3.01×1023個(gè),左槽溶液中n(H+)的變化量為0.5mol.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

12.將一定量NO2和N2O4的混合氣體通入體積為1L的恒溫密閉容器中,各物質(zhì)濃度隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖1所示.

請(qǐng)回答:
(1)下列選項(xiàng)中不能說(shuō)明該反應(yīng)已達(dá)到平衡狀態(tài)的是B(填選項(xiàng)字母).
A.容器內(nèi)混合氣體的壓強(qiáng)不隨時(shí)間變化而改變
B.容器內(nèi)混合氣體的密度不隨時(shí)間變化而改變
C.容器內(nèi)混合氣體的顏色不隨時(shí)間變化而改變
D.容器內(nèi)混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不隨時(shí)間變化而改變
(2)反應(yīng)進(jìn)行到10min時(shí),共吸收熱量11.38kJ,則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為N2O4(g)?2NO2(g)△H=+56.9kJ/mol;
(3)計(jì)算該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=0.9.
(4)反應(yīng)進(jìn)行到20min時(shí),再向容器內(nèi)充入一定量NO2,10min后達(dá)到新的平衡,此時(shí)測(cè)得c(NO2)=0.9mol/L.第一次平衡時(shí)混合氣體中NO2的體積分?jǐn)?shù)為w1,達(dá)到新平衡后混合氣體中NO2的體積分?jǐn)?shù)為w2,則w1>w2(填“>”、“=”或“<”).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

13.HNO2是一種弱酸,且不穩(wěn)定,易分解生成NO和NO2;它能被常見(jiàn)的強(qiáng)氧化劑氧化;在酸性溶液中它也是一種氧化劑,如能把Fe2+氧化成Fe3+.AgNO2是一種難溶于水、易溶于酸的化合物.試回答下列問(wèn)題:
(1)人體正常的血紅蛋白含有Fe2+,若誤食亞硝酸鹽(如NaNO2),則導(dǎo)致血紅蛋白中的Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+而中毒,服用維生素C可解毒.下列敘述不正確的是D(填字母編號(hào)).
A.亞硝酸鹽被還原                  B.維生素C是還原劑
C.維生素C將Fe3+還原為Fe2+D.亞硝酸鹽是還原劑
(2)下列方法中,不能用來(lái)區(qū)分NaNO2和NaCl的是B(填字母編號(hào)).
A.測(cè)定這兩種溶液的pH                B.分別在兩種溶液中滴加甲基橙
C.在酸性條件下加入KI-淀粉溶液來(lái)區(qū)別  D.用AgNO3和HNO3兩種試劑來(lái)區(qū)別
(3)單質(zhì)鐵與過(guò)量稀硫酸反應(yīng)可以制取FeSO4.若用反應(yīng)所得的酸性溶液,將Fe2+轉(zhuǎn)化為Fe3+,要求不引入新的雜質(zhì),可選用的最佳試劑是c(填字母編號(hào)).
a.Cl2       b.Fe        c.H2O2       d.HNO3
(4)某同學(xué)把新制的氯水加到NaNO2溶液中,觀(guān)察到氯水褪色,同時(shí)生成NaNO3和HCl,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的離子方程式:NO2-+Cl2+H2O=NO3-+2H++2Cl-

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同步練習(xí)冊(cè)答案