题目
题型:不详难度:来源:
(1)最近有科学家提出“绿色自由”构想:先把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出,并使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下:
写出分解池中反应的化学方程式 。在合成塔中,当有4.4 kg CO2与足量H2
完全反应,可放出热量4947 kJ,写出合成塔中反应的热化学方程式 。
(2)以CO2为碳还可以制备乙醇,反应如下:
2CO2(g) + 6H2(g)= CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) △H=-173.6kJ/mol
写出由CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反应的热化学方程式 。
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应为 。
②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为 。当电子转移 mol时,参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下)。
(4)以甲醇为燃料还可制作新型燃料电池,电池的正极通入O2,负极通入甲醇,用熔融金属氧化物MO作电解质(可传导O2-)。该电池负极发生的电极反应是 ;放电时,O2-移向电池的 (填“正”或“负”)极。
答案
CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.47kJ/mol(2分)
(2)2CH3OH(g) =CH3CH2OH(g)+ H2O(g) △H=-74.66kJ/mol(2分)
(3)① O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- (2分)
②2CH3OH + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O (2分) ; 1.2mol(2分)
(4)CH3OH-6e-+3O2-= CO2+2H2O(2分) 负(1分)
解析
试题分析:(1)分解池中反应的化学方程式2KHCO3 K2CO3+H2O+CO2↑。根据4.4 kg CO2与足量H2恰好完全反应,可放出4 947 kJ的热量,则1 mol CO2与氢气合成甲醇放出热量49.47 kJ的热量,所以热化学方程式为CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(g)△H=﹣49.47kJ/mol;(2)2CO2(g) + 6H2(g)= CH3CH2OH(g) + 3H2O(g) △H=-173.6kJ/mol,根据盖斯定律,对(1)中方程式乘以2然后用该方程式减去(1),可以得到CH3OH(g)合成CH3CH2OH(g)的反应的热化学方程式2CH3OH(g) =CH3CH2OH(g)+ H2O(g) △H=-74.66kJ/mol。(3)氧气在正极上被还原,在碱性条件下生成水,电池正极电极反应式为 O2 + 2H2O + 4e-= 4OH- ,电池的正极上有聚集的电子,放电时,电解质溶液的阳离子向电池的正极移动,即H+移向电池的正极。②工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为 2CH3OH + 3O2 + 4OH-= 2CO32- + 6H2O 。参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下),物质的量是0.3mol,转移电子物质的量为1.2mol。(4)甲醇在负极失去电子,该电池负极发生的电极反应是CH3OH-6e-+3O2-= CO2+2H2O;放电时,O2-移向电池的负极。2创新利用的研究为载体,考查热化学方程式、原电池,难度中等,旨在考查学生对知识的掌握及迁移运用能力。
核心考点
试题【为减小和消除过量CO2对环境的影响,一方面世界各国都在限制其排放量,另一方面科学家加强了对CO2创新利用的研究。(1)最近有科学家提出“绿色自由”构想:先把空气】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)上图是1 mol NO2气体和1 mol CO气体反应生成CO2气体和NO气体过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: ;
已知:N2 (g)+2NO2 (g) 4NO(g) △H=+292.3kJ·mol—1,
则反应: 2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) 的△H= ;
(2)一定温度下,在体积为2L的恒容密闭容器中充入20 mol NO2和5 mol O2发生反应: 4NO2(g)+O2(g)2N2O5(g);已知体系中n(NO2)随时间变化如下表:
t(s) | 0 | 500 | 1000 | 1500 |
n(NO2)(mol) | 20 | 13.96 | 10.08 | 10.08 |
①写出该反应的平衡常数表达式:K= ,已知:K3000C>K3500C,则该反应是 反应(填“放热”或“吸热”);
②反应达到平衡后,NO2的转化率为 ,若要增大NO2的转化率,可采取的措施有
A.降低温度
B.充入氦气,使体系压强增大
C.再充入NO2
D.再充入4 mol NO2和1 mol O2
③图中表示N2O5的浓度的变化曲线是 ,用O2表示从0~500s内该反应的平均速率v= 。
(1)Na2CO3水解的离子方程式: ;
(2)H2S电离方程式: ;
(3)AlCl3水解的离子方程式: ;
(4)在25℃、101 kPa下,l g甲烷完全燃烧生成CO2和液态水时放热55.6 kJ热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式: ;
(5)碱性氢氧燃料电池的两极电极方程式
负极: ;
正极: 。
(6)写出NaHCO3溶液中的离子浓度关系
c(H+)+c(Na+)= ;
c(Na+)= 。
(1)海水经过处理后可以得到无水氯化镁,无水氯化镁是工业制取镁的原料。试写出电解熔融氯化镁制取金属镁的化学反应方程式 。
(2)某化工厂生产过程中会产生含有Cu2+和Pb2+的污水。排放前拟用沉淀法除去这两种离子,根据下列数据,你认为投入 (选填“Na2S”或“NaOH”)效果更好。
难溶电解质 | Cu(OH)2 | CuS | Pb(OH)2 | PbS |
Ksp | 4.8×10-20 | 6.3×10-36 | 1.2×10-15 | 1.0×10-28 |
(3)火力发电在我国的能源利用中占较大比重,但是排放出的SO2会造成一系列环境和生态问题。利用海水脱硫是一种有效的方法,其工艺流程如下图所示:
①天然海水的pH≈8,试用离子方程式解释天然海水呈弱碱性的原因 (任写一个)。
②某研究小组为探究提高含硫烟气中SO2吸收效率的措施,进行了天然海水吸收含硫烟气的模拟实验,实验结果如图所示。
请你根据图示实验结果,就如何提高一定浓度含硫烟气中SO2的吸收效率,提出一条合理化建议: 。
③天然海水吸收了含硫烟气后会溶有H2SO3、HSO3-等分子或离子,使用氧气将其氧化的化学原理是 (任写一个化学方程式或离子方程式)。氧化后的“海水”需要引入大量的天然海水与之混合后才能排放,该操作的主要目的是 。
Ⅱ.能源是人类生存和发展的重要支柱。研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义。已知下列热化学方程式
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=-570kJ/mol;
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H=-242kJ/mol;
③C(s)+1/2O2(g)=CO(g) H=—110.5kJ/moL;
④C(s)+O2(g)=CO2(g) H=—393.5kJ/moL;
⑤CO2(g)+2H2O(g)=2CH4(g)+2 O2(g) H=+890kJ/moL
回答下列问题
(1)上述反应中属于吸热反应的是 。
(2)H2的燃烧热为△H= 。
(3)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然难直接测定,但可通过间接的方法求得。已知C(s) + H2O(g)=H2(g)+ CO(g) H=akJ/moL;则a= ;该反应的熵S 0(选填“>”、“=”、“<”);已知自由能G=H—TS,当G<0时可自发进行。则该反应在什么条件下可自发进行__________________。
(4)CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动。下列说法错误的是 。
A.负极的电极反应式为:CO+O2—―2e-=CO2
B.工作时电极b作正极,O2—由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
(1)已知:CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=—283 kJ·mol—1
CH3OH(l)+3/2O2(g)=CO2(g) +2H2O(l) △H=—725kJ·mol—1
若要求得CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)的△H,还需要知道反应(用化学方程式表示) 的焓变。
(2)在Cu2O/ZnO做催化剂的条件下,将CO(g)和H2(g)充入容积为2L的密闭容器中合成CH3OH(g),反应过程中,CH3OH的物质的量(n)与时间(t)及温度的关系如图。
根据题意回答下列问题:
①反应达到平衡时,平衡常数表达式K= ;
升高温度,K值 (填“增大”、“减小”
或“不变”)。
②在500℃,从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= 。
③若其它条件不变,对处于Z点的体系,将体积压缩至原来的1/2,达到新的平衡后,下列有关该体系的说法正确的是 。
a.氢气的浓度与原平衡比减少 b.正、逆反应速率都加快
c.甲醇的物质的量增加 d.重新平衡时n(H2) /n(CH3OH)增大
④据研究,反应过程中起催化作用的为Cu2O,反应体系中含少量的CO2有利于维持Cu2O的量不变,原因是: (写出相关的化学方程式并辅以必要的文字说明)。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H<0
若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。
(下图中υ正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数)
(2)机动车尾气和煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol
H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式: 。
(3)用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如图,采用NH3作还原剂,烟气以一定的流速通过两种不同催化剂,测量逸出气体中氮氧化物含量,从而确定烟气脱氮率(注:脱氮率即氮氧化物转化率),
反应原理为:NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。
①该反应的△S 0,△H 0(填“>”、“=”或 “<”)。
②对于气体反应,用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可以表示平衡常数(记作KP),
则上述反应的KP= 。
③以下说法正确的是 。
A.第②种催化剂比第①种催化剂脱氮率高
B.相同条件下,改变压强对脱氮率没有影响
C.催化剂①、②分别适合于250℃和450℃左右脱氮
(4)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应为 。
(5)硝酸工业尾气中氮氧化物(NO和NO2)可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反应生成对大气无污染的气体。1 mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物(假设NO、NO2体积比为1:1)的质量为___________g。
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