17.“溫室效應(yīng)”是全球關(guān)注的環(huán)境問題之一.CO2是目前大氣中含量最高的一種溫室氣體,CO2的綜合利用是解決溫室及能源問題的有效途徑.
(1)研究表明CO2和H2在催化劑存在下可發(fā)生反應(yīng)生成CH3OH.己知部分反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(1)△H1=akJ•mol-1
H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(1)△H2=bkJ•mol-1
H2O(g)=H2O(l)△H3=ckJ•mol-1
則 CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H=3b-a-ckJ•mol-1
(2)CO2催化加氫也能合成低碳烯烴:2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O (g),不同溫度下平衡時(shí)的四種氣態(tài)物質(zhì)的物質(zhì)的量如圖1所示,曲線b表示的物質(zhì)為H2O (寫化學(xué)式).
(3)CO2和H2在催化劑Cu/ZnO作用下可發(fā)生兩個(gè)平行反應(yīng),分別生成CH3OH和CO.
反應(yīng) A:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
反應(yīng)B:CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)
控制CO2和H2初始投料比為1:3時(shí),溫度對CO2平衡轉(zhuǎn)化率及甲醇和CO產(chǎn)率的影響如圖2所示.
①由圖2可知溫度升高CO的產(chǎn)率上升,其主要原因可能是反應(yīng)B正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動,CO產(chǎn)率升高.
②由圖2可知獲取CH3OH最適宜的溫度是250℃,下列措施有利于提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH的平衡轉(zhuǎn)化率的措施有BD.
A.使用催化劑                     B.增大體系壓強(qiáng)
C.增大CO2和H2的初始投料比      D.投料比不變和容器體積不變,增加反應(yīng)物的濃度
(4)在催化劑表面通過施加電壓可將溶解在水中的二氧化碳直接轉(zhuǎn)化為乙醇,則生成乙醇的電極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O.
(5)由CO2制取C的太陽能工藝如圖3所示.“熱分解系統(tǒng)”發(fā)生的反應(yīng)為:2Fe3O4$\frac{\underline{\;2300K\;}}{\;}$6FeO+O2↑,每分解1mol Fe3O4轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為2mol;“重整系統(tǒng)”發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為6FeO(S)+CO2$\frac{\underline{\;700K\;}}{\;}$2Fe3O4(S)+C.

分析 已知①CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(1)△H1=akJ•mol-1
②H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(1)△H2=bkJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H3=ckJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律知,③×2+①-③得:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g);
(2)根據(jù)圖知,升高溫度,氫氣物質(zhì)的量增大,說明平衡逆向移動,則正反應(yīng)是放熱反應(yīng),a曲線隨著溫度升高,物質(zhì)的量增大,為二氧化碳,b、c隨著溫度升高其物質(zhì)的量降低,為生成物水、乙烯,但水的變化量大于乙烯,據(jù)此判斷b曲線代表物質(zhì);
(3)①反應(yīng)B正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動,CO產(chǎn)率升高;
(3)②據(jù)圖示進(jìn)行分析250℃甲醇轉(zhuǎn)化率最高;由CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H1=-53.7kJ•mol-8 可知提高CO2轉(zhuǎn)化為CH3OH平衡轉(zhuǎn)化率,應(yīng)使平衡向正向移動,可降低溫度,增大濃度;
(4)電解時(shí),二氧化碳在b極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成乙醇;
(5)該反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?2價(jià),O元素化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?價(jià),根據(jù)轉(zhuǎn)移電子和Fe3O4之間的關(guān)系式計(jì)算;根據(jù)圖知,反應(yīng)物是二氧化碳和FeO,生成物的四氧化三鐵和C,反應(yīng)條件是700K.

解答 解:已知①CH3OH(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)═CO2(g)+2H2O(1)△H1=akJ•mol-1
②H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)=H2O(1)△H2=bkJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H3=ckJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律知,②×3-①-③得:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g))△H=(3b-a-c)kJ•mol-1,
故答案為:3b-a-c;
(2)根據(jù)圖知,升高溫度,氫氣物質(zhì)的量增大,說明平衡逆向移動,則正反應(yīng)是放熱反應(yīng),a曲線隨著溫度升高,物質(zhì)的量增大,為二氧化碳,b、c隨著溫度升高其物質(zhì)的量降低,為生成物水、乙烯,但水的變化量大于乙烯,所以b曲線代表H2O,
故答案為:H2O;
(3)①由圖2可知溫度升高CO的產(chǎn)率上升,其主要原因可能是反應(yīng)B正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動,CO產(chǎn)率升高,
故答案為:反應(yīng)B正反應(yīng)是吸熱反應(yīng),溫度升高平衡正向移動,CO產(chǎn)率升高;
(3)②據(jù)圖示進(jìn)行分析250℃甲醇轉(zhuǎn)化率最高,故獲取CH3OH最適宜的溫度是250℃;
A.使用催化劑,平衡不移動,不能提高轉(zhuǎn)化率,故A錯(cuò)誤;  
B、增大體系壓強(qiáng),平衡向正方向移動,提高甲醇轉(zhuǎn)化率,故B正確;
C、增大CO2和H2的初始投料比,可增大氫氣的轉(zhuǎn)化率,二氧化碳的轉(zhuǎn)化率減小,故C錯(cuò)誤; 
D、投料比不變,增加反應(yīng)物的濃度,平衡正向移動,可增大轉(zhuǎn)化率,故D正確;
故答案為:250℃;BD;
(4)電解時(shí),二氧化碳在b極上得電子發(fā)生還原反應(yīng)生成C2H5OH,電極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O,
故答案為:2CO2+12H++12e-=C2H5OH+3H2O;
(5)該反應(yīng)中Fe元素化合價(jià)由+3價(jià)變?yōu)?2價(jià),O元素化合價(jià)由-2價(jià)變?yōu)?價(jià),分解2mol四氧化三鐵轉(zhuǎn)移4mol電子,則分解1mol四氧化三鐵轉(zhuǎn)移2mol電子;根據(jù)圖知,反應(yīng)物是二氧化碳和FeO,生成物的四氧化三鐵和C,反應(yīng)條件是700K,反應(yīng)方程式為6FeO(S)+CO2$\frac{\underline{\;700K\;}}{\;}$2Fe3O4(S)+C,
故答案為:2mol;6FeO(S)+CO2$\frac{\underline{\;700K\;}}{\;}$2Fe3O4(S)+C.

點(diǎn)評 本題考查影響平衡移動的因素、熱化學(xué)方程式的書寫、氧化還原反應(yīng)有關(guān)計(jì)算,為高頻考點(diǎn),注意四氧化三鐵中Fe元素化合價(jià),難點(diǎn)是電極反應(yīng)式的書寫,題目難度不大.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

8.西瓜膨大劑別名氯吡苯脲,是經(jīng)過國家批準(zhǔn)的植物生長調(diào)節(jié)劑,實(shí)踐證明長期使用對人體無害.已知其相關(guān)性質(zhì)如表所示:
分子式結(jié)構(gòu)簡式外觀熔點(diǎn)溶解性
C12H10ClN3O白色結(jié)晶粉末170172°C易溶于水
(1)氯元素基態(tài)原子核外電子的成對電子數(shù)為16,氯吡苯脲中所含元素能形成10電子分子,且分子之間能形成氫鍵的有NH3、H2O.(填二種,填化學(xué)式)
(2)氯吡苯脲的晶體類型為分子晶體.該分子是由極性、非極性鍵形成的極性分子(填“極性”或“非極性”)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

9.亞硫酸鹽接觸空氣后很容易被氧化為硫酸鹽而變質(zhì).某化學(xué)興趣小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了以下方法,測定某亞硫酸鈉樣品的純度.
Ⅰ.沉淀法:實(shí)驗(yàn)步驟:
i.取a g樣品溶于水配成溶液,并加入足量某酸酸化.
ii.再加入足量沉淀劑至沉淀完全.
iii.過濾、洗滌、干燥、稱得沉淀質(zhì)量為b g.
分析上述實(shí)驗(yàn)步驟并回答下列問題:
(1)步驟i中,所用酸應(yīng)為鹽酸,步驟ii中所用的沉淀劑為BaCl2溶液.
(2)步驟iii中證明沉淀已洗凈的操作為取少量最后一次洗滌液于試管中,加入AgNO3溶液,若無沉淀生成證明洗滌干凈.
(3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算樣品中含硫酸鈉雜質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{142b}{233a}$×100%.
Ⅱ.氣體法:實(shí)驗(yàn)裝置圖如下:

分析上圖后回答下列問題:
(4)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),首先要關(guān)閉彈簧夾c,再打開彈簧夾a和b,向裝置內(nèi)通入N2,通N2的作用是排除裝置內(nèi)空氣,房子空氣中氧氣、二氧化碳干擾實(shí)驗(yàn);待裝置A中反應(yīng)結(jié)束后,為使反應(yīng)中生成的SO2被裝置C中的堿石灰完全吸收,還要進(jìn)行的操作為再次通入氮?dú)猓?br />(5)能否用濃鹽酸替代75%的硫酸溶液否(填“能”或“否”);干燥管D的作用是防止空氣中二氧化碳和水蒸氣進(jìn)入裝置C.
Ⅲ.滴定法:反應(yīng)流程為:

分析上述流程圖并回答下列問題;
(6)I2標(biāo)準(zhǔn)液應(yīng)裝入酸式滴定管中;滴定時(shí)應(yīng)選用的指示劑為淀粉溶液.
(7)若末用I2標(biāo)準(zhǔn)液潤洗滴定管,則會使測定結(jié)果偏高(填“偏高”、“偏度”或“無影響”).
(8)若樣品質(zhì)量為w g,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)消耗0.0100 mol/L的I2標(biāo)準(zhǔn)液V mL,則樣品中Na2SO3的純度為$\frac{0.126V}{w}$%.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

5.(1)溶液的pH除了可以通過實(shí)驗(yàn)得出的具體數(shù)據(jù)計(jì)算得到,在實(shí)驗(yàn)室中還可以用pH試紙或pH計(jì)來測量得到.
(2)某研究性學(xué)習(xí)小組用pH=1的鹽酸滴定25.00mL未知物質(zhì)的量濃度的NaOH溶液,從而求出該NaOH溶液的pH值(選用酚酞作為指示劑)
①實(shí)驗(yàn)過程中需要使用的儀器有鐵架臺、滴定管夾、堿式滴定管、膠頭滴管、酸式滴定管、錐形瓶
②如圖,是某次滴定時(shí)的滴定管中的液面,其讀數(shù)為22.60mL;
③如何判斷滴定到達(dá)終點(diǎn)當(dāng)?shù)渭幼詈笠坏嘻}酸,溶液的顏色由黃色變?yōu)槌壬,且在半分鐘?nèi)不變色
④根據(jù)下列數(shù)據(jù):
滴定次數(shù)待測液體積(mL)[來源標(biāo)準(zhǔn)鹽酸體積(mL)
滴定前讀數(shù)(mL)滴定后讀數(shù)(mL)
第一次25.000.5020.40
第二次25.004.0024.10
請計(jì)算待測NaOH溶液的濃度(保留兩位小數(shù))0.0800 mol/L
⑤在上述實(shí)驗(yàn)中,下列操作(其他操作正確)會造成測定結(jié)果偏高的有:BD.
A.滴定終點(diǎn)讀數(shù)時(shí)俯視讀數(shù)
B.酸式滴定管使用前,水洗后未用鹽酸溶液潤洗
C.錐形瓶水洗后未干燥
D.酸式滴定管尖嘴部分有氣泡,滴定后消失.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

12.(1)1840年蓋斯提出了蓋斯定律:“不管化學(xué)反應(yīng)是一步完成還是分?jǐn)?shù)步完成,這個(gè)過程的熱效應(yīng)是相同的.”火箭發(fā)射時(shí)可用肼(N2H4)為燃料以及NO2 作氧化劑,這兩者反應(yīng)生成N2和水蒸氣.
已知:N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.7 kJ/mol
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534 kJ/mol.
寫出肼與NO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1135.7KJ/mol.
(2)寫出NH4HSO3的電離方程式NH4HSO3═NH4++HSO3-
(3)氨在國民經(jīng)濟(jì)中占重要地位,在合成氨工業(yè)中,合成塔中每產(chǎn)生2mol氨,放出92.2kl熱量,若起始時(shí)向容器中放入2mol N2和6mol H2,達(dá)平衡后放出的熱量為Q,則Q<(填“<、>或=”) 184.4kJ;已知H-H鍵鍵能為436kJ/mol,N-H鍵鍵能為391kJ/mol,則N≡N鍵鍵能為945.8KJ/mol.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

2.碘是人體不可缺乏的元素,為了防止碘缺乏,市場上流行一種加碘鹽,就是在精鹽中添加一定量的KIO3進(jìn)去.某研究小組為了檢測某加碘鹽中是否含有碘,查閱了有關(guān)的資料,發(fā)現(xiàn)其檢測原理是:KIO3+5KI+3H2SO4═3I2+3H2O+3K2SO4
請回答下列問題:
(1)該反應(yīng)中氧化劑是KIO3,每生成1mol I2轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量是$\frac{5}{3}$mol.
(2)先取少量的加碘鹽加蒸餾水溶解,然后加入稀硫酸和KI溶液,最后加入一定量的苯,振蕩,觀察到的現(xiàn)象是溶液分成兩層,下層無色,上層呈紫紅色.
(3)在容量瓶的使用方法中,下列操作正確的是BC(填字母).
A.配制溶液時(shí),若試樣是液體,用量筒取樣后用玻璃棒引流倒入容量瓶中,緩慢加水至刻度線
1~2cm處,用膠頭滴管加蒸餾水至刻度線
B.蓋好瓶塞,用食指頂住瓶塞,另一只手托住瓶底,把容量瓶反復(fù)倒轉(zhuǎn)多次,搖勻
C.使用容量瓶前檢驗(yàn)是否漏水
D.容量瓶用水洗凈后,再用待配溶液洗滌
(4)用容量瓶配制一定物質(zhì)的量濃度的稀硫酸,下面操作造成所配稀硫酸溶液濃度偏高的是BD(填字母).
A.轉(zhuǎn)移時(shí)沒有洗滌燒杯、玻璃棒
B.溶解的時(shí)候溶液沒有冷卻到室溫就轉(zhuǎn)移并定容
C.搖勻后發(fā)現(xiàn)液面低于刻度線,又加蒸餾水至刻度線
D.向容量瓶加水定容時(shí)眼睛俯視液面.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

9.(1)氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料.
①氫氣燃燒熱值高.實(shí)驗(yàn)測得,在常溫常壓下,1 mol H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出285.8 kJ熱量.則表示H2燃燒熱的熱化學(xué)方程式是B
A.H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=+285.8kJ/mol
B.H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
C.H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)△H=+285.8kJ/mol
D.H2+$\frac{1}{2}$O2═H2O△H=-285.8 kJ/mol
②氫氣是合成氨的重要原料,合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式如下:
N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H=-92.4 kJ/mol
反應(yīng)達(dá)到平衡后,升高溫度則反應(yīng)速率增大(填“增大”或“減小”);平衡將向逆反應(yīng)方向(填“正反應(yīng)方向”或“逆反應(yīng)方向”)移動.
(2)鋅銀電池能量大、電壓平穩(wěn),廣泛用于電子手表、照相機(jī)、計(jì)算器和其他微型電子儀器.電解質(zhì)溶液是KOH溶液,電池總反應(yīng)為Zn+Ag2O═ZnO+2Ag.該電池的負(fù)極材料是Zn;電池工作時(shí),陽離子向正極(填“正極”或“負(fù)極”)移動;
(3)常溫下,0.1mol/L NH4Cl溶液呈酸性(填“酸”、“堿”或“中”),升高溫度可以促進(jìn)(填“促進(jìn)”或“抑制”)NH4Cl的水解.

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:選擇題

6.下列關(guān)于苯的敘述正確的是( 。
A.不能和氫氣反應(yīng)B.屬于不飽和烴
C.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色D.含有碳碳雙鍵

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:解答題

7.如圖為原電池裝置示意圖:
(1)若A為Zn,B為石墨棒,電解質(zhì)溶液為稀硫酸,寫出正極的電極反應(yīng)式2H++2e-=H2↑.
(2)若A為銅片,B為鐵片,電解質(zhì)為FeCl3溶液,則作銅片為正極(填正或負(fù)),寫出該電極反應(yīng)式:Fe3++e-=Fe2+
(3)若A、B均為鉑片,電解質(zhì)為KOH溶液,分別從A、B兩極通入H2和O2,該電池即為燃料電池,通入氧氣的一極為該電池的正極(填正或負(fù)),該電池的負(fù)極反應(yīng)式為:2H2-4e-+4OH-=4H2O.

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同步練習(xí)冊答案