2009年12月7日一18日在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_(kāi)的聯(lián)合國(guó)氣候會(huì)議,就未來(lái)應(yīng)對(duì)氣候變化的全球行動(dòng)簽署新的協(xié)議.而如何降低大氣中CO2的含量及有效地開(kāi)發(fā)利用CO2,引起了全世界的普遍重視.為減小和消除CO2對(duì)環(huán)境的影響,一方面世界各國(guó)都在限制其排放量,另一方面科學(xué)家加強(qiáng)了對(duì)CO2創(chuàng)新利用的研究.
(1)目前工業(yè)上有一種方法是用CO2來(lái)生產(chǎn)燃料甲醇.為探究該反應(yīng)原理,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
某溫度下,在容積為2L的密閉容器中,充入1mol CO2和3.25mol H2,在一定條件下發(fā)生反應(yīng),測(cè)得CO2、CH3OH(g)和H2O(g)的物質(zhì)的量(n)隨時(shí)間變化如右圖所示:
①?gòu)姆磻?yīng)開(kāi)始到平衡,氫氣的平均反應(yīng)速率v(H2)=
0.1125mol/(L?min)
0.1125mol/(L?min)

②下列措施中一定不能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是:
D
D

A.降低溫度    B.縮小容器的容積    C.將水蒸氣從體系中分離   D.使用更有效的催化劑
(2)常溫常壓下,飽和CO 2水溶液的pH=5.6,c(H2CO3)=1.5×l0-5mol?L-1.若忽略水的電離及H2CO3的第二級(jí)電離,則H2CO3?HCO3-+H+的電離平衡常數(shù)K=
4.2×10-7
4.2×10-7
.(已知:10 -5.6=2.5×l0-6).
(3)標(biāo)準(zhǔn)狀況下,將1.12LCO2通入100mL 1mol?L-1的NaOH溶液中,所得溶液中離子濃度由大到小的順序?yàn)?!--BA-->
c(Na+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(HCO-3)>c(H+
c(Na+)>c(CO2-3)>c(OH-)>c(HCO-3)>c(H+
;
(4)如圖是乙醇燃料電池(電解質(zhì)溶液為KOH溶液)的結(jié)構(gòu)示意圖,則a處通入的是
乙醇
乙醇
(填“乙醇”或“氧氣”),
b處電極上發(fā)生的電極反應(yīng)是:
O2+4e-+2H2O=4OH-
O2+4e-+2H2O=4OH-

(5)CO2在自然界循環(huán)時(shí)可與CaCO3反應(yīng),CaCO3是一種難溶物質(zhì),其Ksp=2.8×10-9.CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為2×10-4mol/L,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為
5.6×10-5mol/L
5.6×10-5mol/L
分析:(1)①反應(yīng)的方程式為CO2+3H2═CH3OH+H2O,根據(jù)反應(yīng)速率之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比計(jì)算氫氣的反應(yīng)速率;
②根據(jù)平衡移動(dòng)方向分析;
(2)根據(jù)平衡常數(shù)K(H2CO3)=
c(HCO
-
3
)c(H+)
c(H2CO3)
計(jì)算;
(3)1.12LCO2通入100mL1mol/L的NaOH溶液反應(yīng)后生成0.05molNa2CO3,CO32-水解水解,溶液呈堿性,以此判斷離子濃度大;
(4)在堿性電解質(zhì)溶液中通入乙醇,乙醇應(yīng)為原電池的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),乙醇被氧化為CO32-離子,氧氣在正極通入,被還原為OH-,正極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-
(5)根據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算Ca2+離子的濃度.
解答:解:(1)①反應(yīng)的方程式為CO2+3H2═CH3OH+H2O,反應(yīng)中v(H2)=3v(CO2)=
(1-0.25)mol
2L
10min
×3=0.1125mol/(L?min),
故答案為:0.1125mol/(L?min);
②A、該反應(yīng)的反應(yīng)熱未知,所以無(wú)法判斷,故A錯(cuò)誤;
B、縮小容器的容積,則壓強(qiáng)增大,平衡向體積減小的方向移動(dòng),即向正反應(yīng)方向移動(dòng),n(CH3OH)增大,n(CO2)減小,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故B錯(cuò)誤;
C、將水蒸氣從體系中分離,平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),n(CH3OH)增大,n(CO2)減小,n(CH3OH)/n(CO2)增大,故C錯(cuò)誤;
D、使用更有效的催化劑,縮短到達(dá)平衡的時(shí)間,平衡不移動(dòng),n(CH3OH)/n(CO2)不變,故D正確.
故答案為:D;
(2)K(H2CO3)=
c(HCO
-
3
)c(H+)
c(H2CO3)
=
10-5.6×10-5.6
1.5×10-5
=4.2×10-7,故答案為:4.2×10-7
(3)1.12LCO2通入100mL1mol/L的NaOH溶液反應(yīng)后生成0.05molNa2CO3,CO32-水解,溶液呈堿性,溶液呈堿性,則c(OH-)>c(H+),
鹽水解程度較小,則c(CO32-)>c(OH-),水中OH-來(lái)源于CO32-水解及水的電離,則(OH-)>c(HCO3-),水的電離程度很小c(HCO3-)>c(H+),
故為c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),
故答案為:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+);
(4)在堿性電解質(zhì)溶液中通入乙醇,乙醇應(yīng)為原電池的負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),乙醇被氧化為CO32-離子,氧氣在正極通入,被還原為OH-,正極反應(yīng)為O2+4e-+2H2O=4OH-
故答案為:乙醇;O2+4e-+2H2O=4OH-
(5)等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合時(shí),碳酸鈉溶液的濃度變?yōu)?×10-4mol/L,根據(jù)溶度積常數(shù)計(jì)算,c(Ca2+)=
KSP(CaCO3)
C(CO32-)
=
2.8×10-9
1×10-4
=2.8×10-5mol/L,因?yàn)槭堑润w積混合,所以混合前溶液的濃度是混合后的2倍,所以混合前溶液的濃度為2.8×10-5mol/L×2=5.6×10-5mol/L.
故答案為:5.6×10-5mol/L.
點(diǎn)評(píng):本題考查較為綜合,涉及反應(yīng)速率、化學(xué)平衡、鹽類(lèi)的水解、原電池以及難溶電解質(zhì)的溶解平衡的等知識(shí),題目難度較大,本題易錯(cuò)點(diǎn)為平衡移動(dòng)和離子濃度大小的比較兩個(gè)問(wèn)題,做題時(shí)注意把握做題的方法.
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:

2009年12月7日長(zhǎng)安汽車(chē)宣布,首款純電動(dòng)汽車(chē)試生產(chǎn)正式下線.電動(dòng)汽車(chē)電池有LiFePO4電池和高鐵電池,已知LiFePO4電池反應(yīng)為:FePO4+LiLiFePO4,電池的正極材料是LiFePO4,負(fù)極材料是石墨,導(dǎo)電固體為電解質(zhì).高鐵酸鉀-鋅電池反應(yīng):3Zn+2K2FeO4+8H2O3Zn(OH)2+2Fe(OH)3+4KOH
下列有關(guān)電動(dòng)汽車(chē)電池說(shuō)法正確的是(  )

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

聯(lián)合國(guó)氣候變化大會(huì)2009年12月7日在丹麥?zhǔn)锥几绫竟_(kāi)帷幕,很多人稱(chēng)這次大會(huì)為“人類(lèi)拯救地球的最后機(jī)會(huì)”.據(jù)報(bào)道,在火星和金星大氣層中發(fā)現(xiàn)了一種非常特殊的會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣態(tài)化合物,它的結(jié)構(gòu)式為:16O=C=18O.下列說(shuō)法正確的是( 。

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:閱讀理解

精英家教網(wǎng)哥本哈根氣候變化峰會(huì)自2009年12月7日開(kāi)幕以來(lái),就被冠以“有史以來(lái)最重要的會(huì)議”、“改變地球命運(yùn)的會(huì)議”等各種重量級(jí)頭銜.縱然世界各國(guó)仍就減排問(wèn)題進(jìn)行著艱苦的角力,但低碳這個(gè)概念幾乎得到了廣泛認(rèn)同.中國(guó)慈善首富陳光標(biāo)2010年11月5號(hào)創(chuàng)作的低碳之歌--《讓我們?cè)倩氐綇那啊纷尩吞几拍钊谌氲矫總(gè)人的生活之中,減碳是每個(gè)人的責(zé)任.新能源開(kāi)發(fā)中的燃料電池是低碳研究的重要領(lǐng)域.
(1)可燃性的有機(jī)物和氧氣在理論上都可以作為燃料電池中的反應(yīng)物,現(xiàn)以CxHyOz表示燃料電池中的有機(jī)反應(yīng)物,O2為正極反應(yīng)物,40%的KOH溶液為電解質(zhì)溶液,請(qǐng)寫(xiě)出CxHyOz-O2-KOH燃料電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式:
 

(2)茨城大學(xué)研制了一種新型的質(zhì)子交換膜二甲醚燃料電池(DDFC),該電池有較高的安全性.電池總反應(yīng)為:CH3OCH3+3O2=2CO2+3H2O,電池示意如右圖,下列說(shuō)法不正確的是:
 

A.a(chǎn)極為電池的負(fù)極
B.電池工作時(shí)電流由b極沿導(dǎo)線經(jīng)燈泡再到a極
C.電池正極的電極反應(yīng)為:O2+2H2O+4e-=4OH-
D.電池工作時(shí),1mol二甲醚被氧化時(shí)有6mol電子轉(zhuǎn)移
(3)若用C3H8-O2-KOH構(gòu)成燃料電池,當(dāng)有11克丙烷在電池的負(fù)極完全反應(yīng),則在電池的外電路上轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為
 
mol;此過(guò)程中放出的總能量為A KJ,并已知1molCO2與足量KOH溶液反應(yīng)放出的熱量為B KJ.寫(xiě)出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式.
 

(4)將一定數(shù)量的C3H8-O2-KOH燃料電池按一定方式進(jìn)行串聯(lián)或者并聯(lián)組成電池組以滿(mǎn)足電解需要的電壓.現(xiàn)用該電池組電解500mL某CuSO4的稀溶液,電解后的溶液需要加入98克Cu(OH)2才能使溶液恢復(fù)到原硫酸銅溶液的濃度和質(zhì)量.若忽略電池組在電解過(guò)程中的能量損失,其能量全部用來(lái)電解CuSO4溶液,計(jì)算:
①原CuSO4的溶液的濃度.
②該電池組消耗的丙烷在標(biāo)準(zhǔn)狀況時(shí)的體積.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

2009年12月7日,《聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約》第15次締約方會(huì)議在丹麥?zhǔn)锥几绫竟匍_(kāi),192個(gè)國(guó)家和地區(qū)的代表出席了會(huì)議.此次會(huì)議被視為全人類(lèi)聯(lián)合遏制全球變暖行動(dòng)一次很重要努力.下列能使氣候變暖的氣體是( 。
A、NO2B、SO2C、H2SD、CO2

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

2009年12月7日在哥本哈根召開(kāi)的氣候大會(huì)上,主要討論減少CO2的排放量,倡導(dǎo)“低碳經(jīng)濟(jì)”和“低碳生活”.下列不符合這一主題的是(  )
A、減少一次性用品的使用B、利用太陽(yáng)能蒸餾海水進(jìn)行海水的淡化C、倡導(dǎo)自駕出行,避開(kāi)公共交通的擁擠D、海水和淡水交匯處安裝半透膜,利用水中電解質(zhì)濃度的差異進(jìn)行發(fā)電

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