(本題16分)降低大氣中CO2的含量和有效地開發(fā)利用CO2正成為研究的主要課題。
(1)已知在常溫常壓下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式: 。
(2)在容積為2L的密閉容器中,充入2mol CO2和6mol H2,在溫度500℃時(shí)發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H<0。CH3OH的濃度隨時(shí)間變化如圖;卮鹩嘘P(guān)問題:
①?gòu)姆磻?yīng)開始到20分鐘時(shí),H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=_________________。
②從30分鐘到35分鐘達(dá)到新的平衡,改變的條件可能是 。
A. 增大壓強(qiáng) B.加入催化劑 C.升高溫度 D.增大反應(yīng)物的濃度
③列式計(jì)算該反應(yīng)在35分鐘達(dá)到新平衡時(shí)的平衡常數(shù)(保留2位小數(shù))
④如果在30分鐘時(shí),再向容器中充入2mol CO2和6mol H2,保持溫度不變,達(dá)到新平衡時(shí),CH3OH的濃度____________1mol.L-1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)一種原電池的工作原理為:2Na2S2 + NaBr3 Na2S4 + 3NaBr。用該電池為電源,以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解,使CO2在銅電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷。
①該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為: 。
②電解池中產(chǎn)生CH4一極的電極反應(yīng)式為: 。
(4)下圖是NaOH吸收CO2后某種產(chǎn)物的水溶液在pH從0至14的范圍內(nèi)H2CO3、HCO3-、CO32-三種成分平衡時(shí)的組成分?jǐn)?shù)。
下列敘述正確的是 。
A.此圖是1.0 mol·L-1碳酸鈉溶液滴定1.0 mol·L-1 HCl溶液的滴定曲線
B.在pH分別為6.37及10.25時(shí),溶液中c(H2CO3)=c(HCO3-)=c(CO32-)
C.人體血液的pH約為7.4,則CO2在血液中多以HCO3-形式存在
D.若用CO2和NaOH反應(yīng)制取NaHCO3,宜控制溶液的pH為7~9之間
31.答案(16分)
(1)CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) ΔH=﹣442.8 kJ∕mol (2分)
(2)①0.15 mol/(L·min) (2分)
②D (2分) ③0.15 mol-2.L2(2分) ④> (2分)
(3)①2S22- - 2e-=S42- (2分) ②CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-(2分)
(4)CD (2分)
解析試題分析: (1)根據(jù)已知方程式和蓋斯定律可得,甲醇不完全燃燒的化學(xué)方程式=(①-②+4×③)/2,所以方程式為CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) ΔH=﹣442.8 kJ∕mol。
(2)①v(H2)=3 v(CH3OH)=0.075 mol/(L·min)
②從30分鐘到35分鐘的過程中,甲醇的濃度瞬間沒有增大,而是逐漸增大,所以該時(shí)刻改變的條件不可能是增大壓強(qiáng);由于加催化劑不能改變甲醇的濃度,所一不可能是加入了催化劑;升高溫度平衡左移,甲醇濃度減小,所以C錯(cuò)誤;故只能是增大了反應(yīng)物的濃度,使平衡逐漸右移,甲醇濃度逐漸增大,達(dá)到新的平衡,故選D。
③因?yàn)樵?5分鐘時(shí)改變的條件是增大了反應(yīng)物濃度,所以沒有改變溫度,所以達(dá)到新平衡時(shí)的平衡常數(shù)與原平衡常數(shù)相等,因此有: CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g)
初始濃度(mol/L): 1 3 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L): 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡濃度(mol/L): 0.5 1.5 0.5 0.5
所以平衡常數(shù)K=c(CH3OH) c(H2O)/ c(CO2) c3(H2)=" 0.5×" 0.5 / 0.5× 1.53 ≈0.15 mol-2.L2 .
④在30min再充入等量的反應(yīng)物,相當(dāng)于增大了壓強(qiáng),平衡要正向移動(dòng),所以達(dá)到新平衡后甲醇的濃度比原來平衡時(shí)甲醇濃度的2倍還大,因此CH3OH的濃度大于1mol.L-1 。
(3)①?gòu)乃o的原電池反應(yīng)式可以看出S的化合價(jià)升高,所以Na2S2 做氧化劑在負(fù)極失去電子被還原,所以反應(yīng)式為2S22- - 2e-=S42- 。
②電解池中由CO2生成CH4,可以看出生成甲烷的電極是陰極,發(fā)生還原反應(yīng),由于是堿性環(huán)境,所以式子中少O的一端生成OH-,所以電極反應(yīng)式為:CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH- 。
(4)由圖象可以看出,開始H2CO3濃度最大,CO32-濃度最小,圖象為在碳酸中逐滴滴加氫氧化鈉溶液的圖象,故A錯(cuò)誤; pH為6.37時(shí),c(H2CO3)=c(HCO3-),pH=10.25時(shí),c(HCO3-)=c(CO32-),但三者的濃度不相等,故B錯(cuò)誤; pH為7.4時(shí),HCO3-的最大,則當(dāng)人體血液的pH約為7.4,則CO2在血液中多以HCO3-的形式存在,故C正確;溶液的pH為7~9之間時(shí),溶液中的陰離子主要以HCO3-形式存在,所以溶液中的溶質(zhì)主要為碳酸氫鈉,故D正確;因此選CD。
考點(diǎn):本題考查的是反應(yīng)原理題。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題,如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用,引起了各國(guó)的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇, 一定條件下發(fā)生如下反應(yīng):
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
(1)寫出該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K= ;已知:K(300℃)>K(350℃),則該反應(yīng)是_______反應(yīng)。(填“吸熱”或“放熱”)
(2)下列情況不能說明該反應(yīng)一定達(dá)到平衡的是
A混合氣體的平均平均相對(duì)分子質(zhì)量不變 B混合氣體的壓強(qiáng)不變
C單位時(shí)間內(nèi)生成3mol H—H鍵,同時(shí)生成2 mol C=O鍵
D.混合氣體中 c (H2) : c (CH3OH) = 3:1
(3)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為1L的恒容密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如下圖所示。從反應(yīng)開始到平衡,用H2濃度變化表示的平均反應(yīng)速率v(H2)為 mol·L-1·min-1
(4)下列措施中能使(3)題中n(CH3OH)/n(CO2)增大的有 。(填字母)
A升高溫度 B加入催化劑 C將H2O(g)從體系中分離
D充入He(g),使體系總壓強(qiáng)增大 E.再充入1molCO2和3molH2
(5)若在另一個(gè)密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,保持壓強(qiáng)不變,并使初始體積與(3)題中容器體積相等,且在相同的溫度下進(jìn)行反應(yīng),達(dá)到平衡時(shí)該容器中的CO2的體積百分?jǐn)?shù) ________(3)題中的CO2的體積百分?jǐn)?shù)。(填“>”或“<”或“=”)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(6分)將6molA氣體和2molB氣體在2L密閉容器中混合并在一定條件下發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。若經(jīng)5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),容器內(nèi)的壓強(qiáng)變小,并知D的平均反應(yīng)速率為0.2mol/(L?min),請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />①x的數(shù)值為 ; ②A的平均反應(yīng)速率為 ; ③5min時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(6分)將6molA氣體和2molB氣體在2L密閉容器中混合并在一定條件下發(fā)生反應(yīng):3A(g)+B(g)xC(g)+2D(g)。若經(jīng)5min后反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài),容器內(nèi)的壓強(qiáng)變小,并知D的平均反應(yīng)速率為0.2mol/(L?min),請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />①x的數(shù)值為 ; ②A的平均反應(yīng)速率為 ; ③5min時(shí)B的轉(zhuǎn)化率為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(15分)含鉻污水處理是污染治理的重要課題。污水中鉻元素以Cr2O72-和CrO42-形式存在,常見除鉻基本步驟是:
(1)加酸可以使CrO42-轉(zhuǎn)化為Cr2O72-: 2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2O
若常溫下pH=1溶液中Cr2O72-濃度為0.1 mol?L-1,Cr2O72-濃度是CrO42-濃度的10倍,該化學(xué)平衡常數(shù)K= 。
(2)六價(jià)鉻的毒性大約是三價(jià)鉻的100倍,二氧化硫還原法是在酸性溶液中通SO2將Cr2O72-還原,反應(yīng)的離子方程式為 。而后再加堿將Cr3+沉淀,已知常溫下Ksp[Cr(OH)3] =10-32,要使c(Cr3+)降低到10-5mol?L-1,溶液的pH應(yīng)升高到 。
(3)電解還原法是利用電解產(chǎn)生的Fe2+將Cr2O72-還原為Cr3+.電解裝置所用的電極材料是碳棒和鐵片,其中鐵片連接直流電源的 極。
(4)Cr(OH)3為綠色粘性沉淀,類似于Al(OH)3既溶于酸又能溶于強(qiáng)堿溶液。Cr(OH)3溶于稀硫酸的化學(xué)方程式為 。往100.00mL 0.1000 mol?L-1CrCl3溶液滴加1.000mol?L-1NaOH溶液, 請(qǐng)畫出生成沉淀的物質(zhì)的量與加入NaOH溶液體積的關(guān)系圖:
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
Ⅰ.某實(shí)驗(yàn)小組對(duì)H2O2的分解做了如下探究。下表是該實(shí)驗(yàn)小組研究影響H2O2分解速率的因素時(shí)記錄的一組數(shù)據(jù),將質(zhì)量相同但狀態(tài)不同的MnO2分別加入盛有15 ml 5%的H2O2溶液的大試管中,并用帶火星的木條測(cè)試,結(jié)果如下:
MnO2 | 觸摸試管情況 | 觀察結(jié)果 | 反應(yīng)完成所需的時(shí)間 |
粉末狀 | 很燙 | 劇烈反應(yīng),帶火星的木條復(fù)燃 | 3.5min |
塊狀 | 微熱 | 反應(yīng)較慢,火星紅亮但木條未復(fù)燃 | 30min |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
煤化工是以煤為原料,經(jīng)過化學(xué)加工使煤轉(zhuǎn)化為氣體、液體、固體燃料以及各種化工產(chǎn)品的工業(yè)過程。
(1)將水蒸氣通過紅熱的炭即可產(chǎn)生水煤氣。反應(yīng)為:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1一定溫度下,在一個(gè)容積可變的密閉容器中,發(fā)生上述反應(yīng),下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (填字母,下同)
A.容器中的壓強(qiáng)不變
B.1 mol H—H鍵斷裂的同時(shí)斷裂2 mol H—O鍵
C.v正(CO)=v逆(H2O)
D.c(CO)=c(H2)
(2)將不同量的CO(g)和H2O(g)分別通入到體積為2 L的恒容密閉容器中,進(jìn)行反應(yīng)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g),得到如下三組數(shù)據(jù):
實(shí) 驗(yàn) 組 | 溫 度 /℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 達(dá)到平衡所需時(shí)間/min | ||
H2O | CO | H2 | CO | |||
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
700 ℃時(shí),向容積為2 L的密閉容器中充入一定量的CO和H2O,發(fā)生反應(yīng):CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g);反應(yīng)過程中測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表(表中t2>t1),下列說法正確的是
反應(yīng)時(shí)間/min | n(CO)/mol | n(H2O)/mol |
0 | 1.20 | 0.60 |
t1 | 0.80 | |
t2 | | 0.20 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
現(xiàn)有反應(yīng):mA(g)+nB(g)pC(g),達(dá)到平衡后,當(dāng)升高溫度時(shí),B的轉(zhuǎn)化率變大;當(dāng)減小壓強(qiáng)時(shí),混合體系中C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)也減小,則:
(1)該反應(yīng)的逆反應(yīng)為 熱反應(yīng),m+n p(填“>”“=”“<”)。
(2)減壓時(shí),A的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 。(填“增大”“減小”或“不變”,下同)
(3)若加入B(體積不變),則A的轉(zhuǎn)化率 ,B的的轉(zhuǎn)化率 。
(4)若升高溫度,則平衡時(shí)B、C的濃度之比將 。
(5)若加入催化劑,平衡時(shí)氣體混合物的總物質(zhì)的量 。
(6)若B是有色物質(zhì),A、C均無色,則加入C(體積不變)時(shí)混合物顏色 ;而維持容器內(nèi)壓強(qiáng)不變,充入氖氣時(shí),混合物顏色 (填“變深”“變淺”或“不變”)。
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