【題目】現(xiàn)代人追求低碳生活,二氧化碳的回收并利用是環(huán)保領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。試分析并回答:

(1)有一最新美國科學(xué)家的研究成果,利用金屬鈦和某些裝置等,模仿太陽的藍(lán)色波長,使CO2慢慢發(fā)生人工光合作用后,被還原成太陽能燃料——甲酸等,該化學(xué)方程式是_____________________________;

(2)另有一種用CO2生產(chǎn)甲醇燃料的方法:

CO23H2=CH3OHH2O。已知298 K101 kPa條件下:

CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(l) ΔH=-a kJ·mol1;

2H2(g)O2(g)=2H2O(l) ΔH=-b kJ·mol1;

CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=-c kJ·mol1,

CH3OH(l)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱ΔH________。

(3)工業(yè)上合成尿素的反應(yīng)如下:

2NH3(g)CO2(g)=CO(NH2)2(l)H2O(l) ΔH0,某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件,在恒定溫度下,將氨氣和二氧化碳按2∶1的物質(zhì)的量之比充入一體積為10 L的密閉容器中(假設(shè)容器體積不變,生成物的體積忽略不計(jì)),經(jīng)20 min達(dá)到平衡,各物質(zhì)濃度的變化曲線如圖所示。

為提高尿素的產(chǎn)率,下列可以采取的措施有________

A.縮小反應(yīng)容器的容積

B.升高溫度

C.平衡體系中分離出部分CO(NH2)2

D.使用合適的催化劑

若保持平衡的溫度和壓強(qiáng)不變,再向容器中充入3 mol的氨氣,則此時(shí)v________v(“>”““<”),判斷理由_____________________________

若保持平衡的溫度和體積不變,25 min時(shí)再向容器中充入2 mol氨氣和1 mol二氧化碳,在40 min時(shí)重新達(dá)到平衡,請(qǐng)?jiān)谏蠄D中畫出2550 min內(nèi)氨氣的濃度變化曲線________________。

(4)多孔Al2O3薄膜可作為催化劑載體、模板合成納米材料等用途,F(xiàn)以高純鋁片作為陽極,不銹鋼作為陰極,一定溶度的磷酸溶液作為電解質(zhì)進(jìn)行電解,即可初步制取多孔Al2O3膜。請(qǐng)寫出該制取過程的陽極電極反應(yīng):__________________________________________。

(5)要實(shí)現(xiàn)CO2直接加H2合成汽油,關(guān)鍵是_____________________________。

【答案】2CO22 H2O=2HCOOHO2 (ac1.5b) kJ·mol1 A 保持平衡的溫度和壓強(qiáng)不變,再向容器中充入3 mol的氨氣,體系的體積變大,氨氣和二氧化碳的濃度會(huì)改變,分別為0.25 mol/L0.05 mol/L,平衡會(huì)向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以逆反應(yīng)速率大 2Al3H2O6e=Al2O36H 選擇合適的催化劑

【解析】

(1)CO2發(fā)生人工光合作用,是CO2與水作用生成甲酸的同時(shí),必有O2生成;

(2)根據(jù)蓋斯定律進(jìn)行計(jì)算;

(3)①為提高尿素的產(chǎn)率,可以使化學(xué)平衡向著正反應(yīng)方向進(jìn)行;

②若保持平衡的溫度和壓強(qiáng)不變,再向容器中充入3 mol的氨氣,體系的體積變大,氨氣和二氧化碳的濃度會(huì)改變,分別為0.25 mol/L0.05 mol/L,平衡會(huì)向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以逆反應(yīng)速率大;

25 min時(shí)再向容器中充入2 mol氨氣和1 mol二氧化碳,在40 min時(shí)重新達(dá)到平衡,則建立的是等效平衡,氨氣的平衡濃度保持不變;

(4)根據(jù)題意,以高純鋁片作為陽極制備多孔Al2O3薄膜,以一定溶度的磷酸溶液作為電解質(zhì)進(jìn)行電解,即由Al轉(zhuǎn)化為Al2O3;

(5)要實(shí)現(xiàn)CO2直接加H2合成汽油,關(guān)鍵是尋找合適的催化劑。

(1)CO2發(fā)生人工光合作用,是CO2與水作用生成甲酸的同時(shí),必有O2生成,配平即可,化學(xué)方程式是2CO22 H2O=2HCOOHO2;

(2)甲醇燃燒熱的方程式為:CH3OH(l)3/2O2(g)=CO2(g)2H2O(l), 結(jié)合題目所給信息,CO2(g)3H2(g)=CH3OH(g)H2O(l) ΔH=-a kJ·mol1 ①

2H2(g)O2(g)=2H2O(l) ΔH=-b kJ·mol1、

CH3OH(g)=CH3OH(l) ΔH=-c kJ·mol1、

燃燒熱的方程式可以由上面三個(gè)方程:②×1.5-①-③得到,所以答案為:(ac1.5b) kJ·mol1;

(3)①為提高尿素的產(chǎn)率,可以使化學(xué)平衡向著正反應(yīng)方向進(jìn)行,

A.縮小反應(yīng)容器的容積,即增大壓強(qiáng),化學(xué)平衡正向移動(dòng),選項(xiàng)A正確;

B.升高溫度,化學(xué)平衡2NH3(g)CO2(g)NH2COONH4(s) ΔH10逆向移動(dòng),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

C.平衡體系中分離出部分CO(NH2)2,由于CO(NH2)2是液態(tài),所以沒有影響,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

D.使用合適的催化劑,不會(huì)引起平衡的移動(dòng),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

答案選A

②若保持平衡的溫度和壓強(qiáng)不變,再向容器中充入3 mol的氨氣,體系的體積變大,氨氣和二氧化碳的濃度會(huì)改變,分別為0.25 mol/L0.05 mol/L,平衡會(huì)向逆反應(yīng)方向移動(dòng),所以逆反應(yīng)速率大,答案為<;

25 min時(shí)再向容器中充入2 mol氨氣和1 mol二氧化碳,在40 min時(shí)重新達(dá)到平衡,則建立的是等效平衡,氨氣的平衡濃度保持不變,曲線如下:

(4)根據(jù)題意,以高純鋁片作為陽極制備多孔Al2O3薄膜,以一定溶度的磷酸溶液作為電解質(zhì)進(jìn)行電解,即由Al轉(zhuǎn)化為Al2O3,缺氧元素,可以從水中獲得氧元素,而氫則以離子形式存在;該制取過程的陽極電極反應(yīng)為:2Al3H2O6e=Al2O36H;

(5)要實(shí)現(xiàn)CO2直接加H2合成汽油,關(guān)鍵是尋找合適的催化劑,如中科院大連所專家已于最近成功實(shí)現(xiàn)了CO2直接加氫制取高辛烷值汽油,采用的是新型復(fù)合催化劑含Fe3O4等,方程式為:8CO225H2C8H1816H2O。

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】甲醇是一種優(yōu)質(zhì)燃料,在工業(yè)上常用COH2合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。已知:①CO(g)O2(g)=CO2(g) H1=-283.0kJ/mol

H2(g)+O2(g)=H2O(g) H2=-241.8kJ/mol

CH3OH(g)O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) H3=-192.2kJ/mol

回答下列問題:

(1)計(jì)算CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的反應(yīng)熱H4=________________。

(2)若在絕熱、恒容的密閉容器中充入1mol CO、2mol H2,發(fā)生CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)反應(yīng),下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時(shí)刻為平衡狀態(tài)的是________(填選項(xiàng)字母)。

(3)T1℃時(shí),在一個(gè)體積為5L的恒容容器中充入1mol CO、2mol H2,經(jīng)過5min達(dá)到平衡,CO的轉(zhuǎn)化率為0.8,則5min內(nèi)用H2表示的反應(yīng)速率為v(H2)=__________。T1℃時(shí),CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)的平衡常數(shù)K=______________。

(4)為了提高燃料的利用率可以將甲醇設(shè)計(jì)為燃料電池,寫出KOH作電解質(zhì)溶液時(shí),甲醇燃料電池的負(fù)極反應(yīng)式:_____________________。

(5)含有甲醇的廢水隨意排放會(huì)造成水污染,可用ClO2將其氧化為CO2,然后再加堿中和即可。寫出處理甲醇酸性廢水過程中,ClO2與甲醇反應(yīng)的離子方程式:_________。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】一定條件下,向一帶活塞的密閉容器中充入2molSO21molO2,發(fā)生下列反應(yīng):2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)達(dá)到平衡后改變下述條件,SO3(g)平衡濃度不改變的是

A. 保持溫度和容器體積不變,充入1mol SO3(g)

B. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1molO2(g)

C. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1mol SO3(g)

D. 保持溫度和容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入1mol Ar(g)

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】下列說法正確的是(  )

A.NH3·H2O溶液做導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn),燈泡很暗,說明NH3·H2O是弱電解質(zhì)

B.等體積的pH都為2的酸HAHB分別與足量的鐵粉反應(yīng),HA放出的H2多,說明HA酸性強(qiáng)

C.c0.1 mol·L1CH3COOH溶液和c0.1 mol·L1HCl溶液中,前者的pH

D.常溫下,pH5CH3COOH溶液和pH4HCl溶液中,c(CH3COO)/c(Cl)1/10

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】(改編)在稀硫酸與鋅反應(yīng)制取氫氣的實(shí)驗(yàn)中,探究加入硫酸銅溶液的量對(duì)氫氣生成速率的影響。實(shí)驗(yàn)中Zn粒過量且顆粒大小相同,飽和硫酸銅溶液用量04.0mL,保持溶液總體積為100.0mL,記錄獲得相同體積(336mL)的氣體所需時(shí)間,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示(氣體體積均轉(zhuǎn)化為標(biāo)況下)。據(jù)圖分析,下列說法不正確的是

A.飽和硫酸銅溶液用量過多不利于更快收集氫氣

B.a、c兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的氫氣生成速率相等

C.b點(diǎn)對(duì)應(yīng)的反應(yīng)速率為vH2SO4= 1.0×10-3 mol·L-1·s-1

D.d點(diǎn)沒有構(gòu)成原電池,反應(yīng)速率減慢

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】時(shí).體積均為的兩個(gè)恒容密閉容器中發(fā)生可逆反應(yīng):實(shí)驗(yàn)測(cè)得反應(yīng)在起始、達(dá)到平衡時(shí)的有關(guān)數(shù)據(jù)如表,下列敘述正確的是

容器編號(hào)

起始時(shí)各物質(zhì)物質(zhì)的量

達(dá)到平衡時(shí)體系能量的變化

A

B

C

2

1

0

QkJ

A.容器、中的平衡常數(shù)均為36

B.向容器中通入氦氣,平衡時(shí)A的轉(zhuǎn)化率不變

C.容器中達(dá)到平衡時(shí)放出的熱量為/span>QkJ,達(dá)到平衡時(shí),兩個(gè)容器中C的物質(zhì)的量濃度均為

D.其他條件不變,若容器保持恒容絕熱,則達(dá)到平衡時(shí)C的體積分?jǐn)?shù)小于

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知Diels-Alder 反應(yīng)的原理: ;衔Z可通過如下反應(yīng)制備:

下列說法正確的是

A.化合物X中所有的碳原子共平面

B.化合物Z也可以用 來制備

C.1mol化合物Z可與3mol H2發(fā)生加成反應(yīng)

D.化合物X的同分異構(gòu)體中含有羧基的芳香族化合物有3

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】已知A為某種聚甲基丙烯酸酯纖維(M)的單體,其轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖:

回答下列問題:

1B中含氧官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)簡式為_______;C用系統(tǒng)命名法命名為___________________。

2)反應(yīng)A→M的反應(yīng)類型為___________;M的結(jié)構(gòu)簡式為___________________________

3)反應(yīng)C→D的化學(xué)方程式為_______________________________。F與銀氨溶液反應(yīng)的化學(xué)方程式為________________________

4)關(guān)于E的下列說法正確的是________________(填寫序號(hào))。

分子中所有碳原子都在同一平面上;

能與H2反應(yīng);

能與NaOH的醇溶液反應(yīng);

能與溴水反應(yīng)。

5)寫出滿足下列條件的A的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:______________________。

A具有相同的官能團(tuán);

水解產(chǎn)物之一(相對(duì)分子質(zhì)量為108)遇FeCl3溶液顯紫色;

核磁共振氫譜有5種峰。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:

【題目】碳和氮的化合物在生產(chǎn)生活中廣泛存在;卮鹣铝袉栴}:
三氯化氮是一種黃色、油狀、具有刺激性氣味的揮發(fā)性有毒液體,各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。其電子式是______。氯堿工業(yè)生產(chǎn)時(shí),由于食鹽水中通常含有少量,而在陰極區(qū)與生成的氯氣反應(yīng)產(chǎn)生少量,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為______。
一定條件下,不同物質(zhì)的量的與不同體積的溶液充分反應(yīng)放出的熱量如下表所示:

反應(yīng)序號(hào)

n

V

放出的熱量

1

A

2

b

該條件NaOH 溶液反應(yīng)生成的熱化學(xué)反應(yīng)方程式為______。
利用CO可以將NO轉(zhuǎn)化為無害的,其反應(yīng)為:,向容積均為1L的甲,乙兩個(gè)恒溫溫度分別為、容器中分別加入,測(cè)得各容器中隨反應(yīng)時(shí)間t的變化情況如下表所示:

0

40

80

120

160

甲容器中, 內(nèi)用NO的濃度變化表示的反應(yīng)速率______。
該反應(yīng)的______
甲容器反應(yīng)達(dá)到平衡后,若容器內(nèi)各物質(zhì)的量均增加1倍,則平衡______正向、逆向移動(dòng)。
常溫下,在溶液中,反應(yīng)的平衡常數(shù)______已知常溫下,的電離平衡常數(shù)的電離平衡常數(shù),
在酸性電解質(zhì)溶液中,以惰性材料作電極,將轉(zhuǎn)化為丙烯的原理如圖所示


太陽能電池的負(fù)極是______“a”“b”
生成丙烯的電極反應(yīng)式是______

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