【題目】CCUS是一種二氧化碳的捕獲、利用與封存的技術(shù),這種技術(shù)可將CO2資源化,產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。請回答下列問題:
(1)利用廢氣中的CO2為原料可制取甲醇。一定條件下,在恒容密閉容器中發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
①已知:H2(g)、CH3OH(1)的燃燒熱(△H)分別為-285.8kJmol-1和-726.5kJmol-1;CH3OH(1)=CH3OH (g) △H=+35.2kJmol-1;H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJmol-1。
則CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=___kJmol-1。有利于提高H2平衡轉(zhuǎn)化率的條件是___(填選項(xiàng)字母)。
A.高溫低壓 B.低溫高壓 C.高溫高壓 D.低溫低壓
②某溫度下,向體積為2L的容器中充入6molH2、4molCO2,發(fā)生反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),達(dá)到平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為50%,其平衡常數(shù)為___ (保留兩位小數(shù))。
③起始條件(T1℃、2L密閉容器)如表所示:
CO2/mol | H2/mol | CH3OH/mol | H2O/mol | |
I(恒溫恒容) | 2 | 6 | 0 | 0 |
II(絕熱恒容) | 0 | 0 | 2 | 2 |
達(dá)到平衡時,該反應(yīng)的平衡常數(shù):K(I)___K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡時CH3OH的濃度:c(I)___c(Ⅱ)。
(2)CO2可用來合成低碳烯烴:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=-127.8 kJmol-1。0.1MPa下,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3的投料比充入體積固定的密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),不同溫度(T)下平衡時的四種氣態(tài)物質(zhì)的體積分?jǐn)?shù)(φ)如圖所示:
①曲線b、c表示的物質(zhì)分別為___、___(填化學(xué)式)。
②保持溫度不變,在體積為VL的恒容容器中以n(CO2)︰n(H2)=2︰3的投料比加入反應(yīng)物,t0時達(dá)到化學(xué)平衡。t1時將容器體積瞬間擴(kuò)大至2VL并保持不變,t2時重新達(dá)到平衡。請?jiān)趫D中畫出容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量M隨時間的變化趨勢圖象___。
【答案】-51.7 B 0.05 < < H2O CO2
【解析】
(1)①依據(jù)蓋斯定律進(jìn)行分析;
②依據(jù)平衡常數(shù)的表達(dá)式計算;
③依據(jù)升高溫度平衡向吸熱方向移動,降低溫度平衡向放熱方向移動,根據(jù)移動方向判斷平衡常數(shù)的大小;
(2)依據(jù)參與反應(yīng)的物質(zhì)的量之比等于化學(xué)計量數(shù)之比進(jìn)行分析;
反應(yīng)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)可由表示氫氣燃燒熱的熱化學(xué)方程式的3倍減去表示甲醇燃燒熱的熱化學(xué)方程式再加上CH3OH(1)=CH3OH (g) △H=+35.2kJmol-1;H2O(1)=H2O(g) 得到,根據(jù)蓋斯定律,其反應(yīng)熱應(yīng)等于
-285.8kJmol-1×3-(-726.5kJmol-1)+ 35.2kJmol-1+44kJmol-1 =-51.7kJmol-1;
因此該反應(yīng)的正反應(yīng)是放熱反應(yīng),低溫有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率,該反應(yīng)的正反應(yīng)是氣體減少的反應(yīng),高壓有利于提高平衡轉(zhuǎn)化率;
故答案為:;B;
平衡時的轉(zhuǎn)化率為,即氫氣減少了3mol,則二氧化碳減少了1mol,生成甲醇和水各1mol,因此平衡時、、、的濃度分別為、、、,平衡常數(shù)為;
故答案為:;
正反應(yīng)放熱,逆反應(yīng)吸熱,因容器Ⅱ是從逆反應(yīng)開始的,因此絕熱容器中的溫度會降低,而放熱反應(yīng)的平衡常數(shù)隨溫度降低是增大的,因此Ⅱ;
如果溫度相同體積相同,兩個容器的平衡狀態(tài)是完全一樣的,但平衡容器Ⅱ的溫度低,降低溫度,平衡會向右移動,因此平衡時的濃度:Ⅱ,故答案為:;;
正反應(yīng)是放熱反應(yīng),升高溫度,平衡逆向移動,因此減少的是乙烯和水,但水的減少量要大于乙烯,因此b是水,d是乙烯;平衡逆向移動,增加的是二氧化碳和氫氣,氫氣的變化量要大于二氧化碳,因此a是氫氣,c是二氧化碳;故答案為:;;
氣體的總質(zhì)量不變,因此平均相對分子質(zhì)量和氣體的總的物質(zhì)的量呈反比,起始到時刻,反應(yīng)向右,氣體的物質(zhì)的量減小,則平均相對分子質(zhì)量增大,時刻到時刻,處于平衡狀態(tài),混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,時將容器體積瞬間擴(kuò)大至2VL并保持不變,時重新達(dá)到平衡,壓強(qiáng)減小,平衡逆向移動,氣體的物質(zhì)的量增大,則平均相對分子質(zhì)量減小,時刻之后,處于平衡狀態(tài),混合氣體的平均相對分子質(zhì)量不變,因此容器內(nèi)混合氣體的平均相對分子質(zhì)量M隨時間的變化圖象為;故答案為:。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】某種激光染料,應(yīng)用于可調(diào)諧染料激光器,它由C、H、O三種元素組成,分子球棍模型如圖所示,下列有關(guān)敘述正確的是
(1)分子式為C10H9O3(2)不能溶于水
(3)1mol該物質(zhì)最多能與4molH2加成(4)能使酸性KMnO4溶液褪色
(5) 1mol該物質(zhì)最多能與含2molNaOH的溶液反應(yīng).
A. (1)(2)(3)(4) B. (2)(4)(5)
C. (2)(3)(4) D. (1)(2)(3)(4)(5)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】研究和深度開發(fā)CO、CO2的應(yīng)用對構(gòu)建生態(tài)文明社會具有重要的意義。回答下列問題:
Ⅰ.CO可用于高爐煉鐵,已知:
Fe3O4(s)+4CO(g)=3Fe(s)+4CO2(g) △H1=akJ/mol
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) △H2= bkJ/mol
則反應(yīng)Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)的△H3=___kJ/mol(用含a、b的代數(shù)式表示)。
Ⅱ.一定條件下,CO2和CO可以互相轉(zhuǎn)化
(1)某溫度下,在容積為2L的密閉容器按甲、乙兩種方式投入反應(yīng)物發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)。
甲容器15min后達(dá)到平衡,此時CO2的轉(zhuǎn)化率為75%。此條件下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=___。
(2)研究表明,溫度、壓強(qiáng)對反應(yīng)“C6H5CH2CH3(g)+CO2(g)C6H5CH=CH2(g)+CO(g)+H2O(g) △H”中乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率影響如圖所示:
則△H___0(填“>”“<”或“=”),壓強(qiáng)力p1、p2、p3從大到小的順序是___。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】有機(jī)物A是一種常用的內(nèi)服止痛解熱藥。1 mol A 水解得到1 mol B 和1 mol 醋酸。A溶液具有酸性,不能使FeCl3溶液顯色。A的相對分子質(zhì)量不超過200。B分子中碳元素和氫元素總的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.652。A、B都是由碳、氫、氧三種元素組成的芳香族化合物。則下列推斷中,正確的是( )
A. A、B的相對分子質(zhì)量之差為60B. 1個B分子中應(yīng)當(dāng)有2個氧原子
C. A的分子式是C7H6O3D. B能與NaOH溶液、FeCl3溶液、濃溴水等物質(zhì)反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】造成酸雨的主要物質(zhì)是NO2和SO2,某科研小組進(jìn)行如下研究。
(1)處理二氧化硫通常是先在水中把它氧化成硫酸,再用NH3H2O吸收。已知2NH3H2O(aq)+H2SO4(aq)=(NH4)2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-24.2kJ/mol,中和熱ΔH=-57.3kJ/mol則1molNH3H2O理論上完全電離時需要吸收的熱量為___。
(2)常溫下也可以用NaOH溶液直接吸收SO2,在吸收過程中,溶液pH隨n(SO32-):n(HSO3-)變化關(guān)系如下表:
n(SO32-):n(HSO3-) | 88:12 | 1:1 | 12:88 |
pH | 8.2 | 7.4 | 6.0 |
①當(dāng)吸收液呈中性時,溶液中離子濃度由大到小排列順序?yàn)?/span>___。
②當(dāng)向NaOH溶液中通入足量的SO2時,得到NaHSO3溶液,在pH為47之間電解,硫元素在陰極上被還原為Na2S2O4,這是電化學(xué)脫硫技術(shù)之一。寫出該陰極的電極反應(yīng)式___。
(3)向容積為2L,密閉容器中分別充入0.20molNO2和0.4molSO2,發(fā)生SO2(g)+NO2(g)SO3(g)+NO(g) ΔH=-41.8kJ/mol在不同溫度下測定同一時刻NO2的轉(zhuǎn)化率,結(jié)果如圖所示。
①a、c兩點(diǎn)反應(yīng)速率大小關(guān)系:v正(a)___v逆(c)。(填“>”“<”或“=”)
②溫度為T2時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為___。若在此溫度下,保持容器的容積不變,再向容器中充入0.10molNO2和0.2molSO2,NO2的轉(zhuǎn)化率___(填“增大”“減小”或“不變”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】下列物質(zhì)的制備合理的是: ( )
①將氯化鋁溶液與硫化鉀溶液混和后過濾來制備硫化鋁
②將過量的鐵與氯氣加熱反應(yīng)制備氯化亞鐵
③在配制FeSO4溶液時常向其中加入一定量鐵粉和稀硫酸
④銅先氧化成氧化銅,再與硫酸反應(yīng)來制取硫酸銅
⑤將45mL水加入到盛有5g NaCl的燒杯中,攪拌溶解來配制50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的NaCl溶液
A.①④B.②③C.③④D.全部
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】為測定含鎂3%~5%的鋁鎂合金中鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù),設(shè)計了2種實(shí)驗(yàn)方案,說法不正確的是
方案一:鎂鋁合金加入足量的氫氧化鈉溶液中充分反應(yīng)后過濾,測定剩余固體質(zhì)量;
方案二:稱量m g鋁鎂合金粉末,放在圖中惰性電熱板上,通電使其充分灼燒。測得固體質(zhì)量增重。
A. 方案一中若稱取5.4 g合金粉末樣品,投入V mL 2.0 mol/L NaOH溶液中反應(yīng),則V≥100 mL
B. 方案一中測定剩余固體質(zhì)量時,過濾后未洗滌固體就干燥、稱量,則鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏高
C. 方案二中欲計算鎂的質(zhì)量分?jǐn)?shù),實(shí)驗(yàn)中還需測定灼燒后固體的質(zhì)量
D. 方案二中若用空氣代替O2進(jìn)行實(shí)驗(yàn),則測定結(jié)果偏高
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】將0.48g鎂粉分別加入10.0mL下列溶液,反應(yīng)6小時,用排水法收集產(chǎn)生的氣體,溶液組成與H2體積(已換算成標(biāo)準(zhǔn)狀況)的關(guān)系如下表。下列說法不正確的是
實(shí)驗(yàn) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
溶液組成 | H2O | 1.0mol/L NH4Cl | 0.1mol/L NH4Cl | 1.0mol/L NaCl | 1.0mol/L NaNO3 | 0.8mol/L NH4Cl+ 0.2mol/L NH3·H2O | 0.2mol/L NH4Cl+ 0.8mol/L NH3·H2O |
V/ml | 12 | 433 | 347 | 160 | 14 | 401 | 349 |
A.由實(shí)驗(yàn)2、3可得,濃度越大,鎂和水反應(yīng)速率越快
B.由實(shí)驗(yàn)1、4、5可得,Cl-對鎂和水的反應(yīng)有催化作用
C.由實(shí)驗(yàn)3、7可得,反應(yīng)過程產(chǎn)生的Mg(OH)2覆蓋在鎂表面,減慢反應(yīng)
D.無論酸性條件還是堿性條件,都能加快鎂和水的反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:
【題目】用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液滴定未知濃度的NaOH溶液,下列各操作中會引起實(shí)驗(yàn)誤差的是( )
A. 滴定前酸式滴定管需用鹽酸標(biāo)準(zhǔn)液潤洗
B. 用蒸餾水洗凈錐形瓶后,立即裝入一定體積的NaOH溶液后進(jìn)行滴定
C. 往盛有20.00 mL NaOH溶液的錐形瓶中,滴入幾滴酚酞指示劑后進(jìn)行滴定
D. 用蒸餾水洗凈錐形瓶后,再用NaOH溶液潤洗,然后裝入一定體積的NaOH溶液
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