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(15分)“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开...

(15分)“低碳循环”引起各国的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。

(1)已知:① CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comH2(g)+CO2(g)    ΔH=-41 kJ·mol-1

C(s)+2H2(g)满分5 manfen5.comCH4(g)      ΔH=-73 kJ·mol-1

2CO(g)满分5 manfen5.comC(s)+CO2(g)      ΔH=-171 kJ·mol-1

写出CO2H2反应生成CH4H2O(g)的热化学方程式                  

(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g)满分5 manfen5.comCH3OCH3(g)+3H2O(g)

已知一定条件下该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2)/n(CO2)]的变化曲线如下左图

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①在其他条件不变时,请在上图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2)/n(CO2)]变化的曲线图。

②某温度下,将2.0 mol CO2(g)和6.0 mol H2(g)充入容积为2L的密闭容器中,反应到达平衡时,改变压强和温度,平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如下图所示,关于温度和压强的关系判断正确的是          

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A. P3>P2,T3>T2              B. P1>P3,T1>T3 

C. P2>P4,T4>T2             D. P1>P4,T2>T3

(3)煤化工通常通过研究不同温度下平衡常数以解决各种实际问题。已知等体积的CO和水蒸气进入反应器时,会发生如下反应:CO(g)+H2O(g)满分5 manfen5.comH2(g)+CO2(g),该反应平衡常数随温度的变化如下表所示:

温度/℃

400

500

800

平衡常数K

9.94

9

1

该反应的平衡常数的表达式为:

该反应的正反应方向是         反应(填“吸热”或“放热”),若在500℃时进行,设起始时CO和H2O的浓度均为0.020 mol·L-1,在该条件下CO的平衡转化率为      

 

(1)CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-162 kJ·mol-1(2分) (2)① (3分) ② B D(4分) (3)K= (2分) 放热(2分) 75%(2分) 【解析】 试题分析: 由盖斯定律可确定:经②+③-①×2写出热化学方程式:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH=-162 kJ·mol-1;由方程式可知,投料比为3时,两者的转化率相同,二甲醚的体积分数最大,不难确定图像,因为制取方程式为气体体积减小的反应,所以压强越大产物的含量越大,由上述左图可知反应为放热过程,所以温度越低,有利于反应的进行,所以下图中正确选项为BD;(3)由化学平衡常数随温度升高而减小,确定反应为放热过程,结合“三段式”计算得500℃时CO的平衡转化率为75%。 考点: 盖斯定律、化学平衡图像、化学平衡常数及应用、转化率的计算。  
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考点分析:
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(18分)(Ⅰ)短周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X氢化物的水溶液显碱性;Y在元素周期表中所处的周期序数与族序数相等;Z单质是将太阳能转化为电能的常用材料;W是重要的“成盐元素”,主要以钠盐的形式存在于海水中,请回答:

(1)X在元素周期表中的位置是            ;Y氢化物的电子式           

(2)X氢化物的水溶液与W氢化物的水溶液混合后恰好反应时,溶液呈     。(填“酸性”、“碱性”或“中性”),用离子方程式表示其原因是                  

(3)Y-AgO电池是应用广泛的鱼雷电池,其原理如图所示,该电池的负极反应式                  

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(4)由Z和W组成的化合物遇水立即水解产生两种酸,写出此反应的化学方程式           

(Ⅱ)A、B、C分别是由H、C、O、N、Na、Cu六种元素中的两种或多种元素组成的化合物。现对A、B、C三种化合物分别做以下实验:

A是一种蓝色固体,B是无色晶体,其式量为68,C是白色固体,分别取A、B、C三种物质少量于三支试管中,加适量水溶解,发现A不溶于水,B、C都能溶于水,并且用pH试纸测定,B与C的水溶液都显碱性。

(1)取A物质少量于一支试管中,后加适量稀盐酸溶解,并用酒精灯微热,发现固体溶解时,伴有气泡产生。将56.8gA隔绝空气加热分解生成40g黑色固体X、无色酸性气体Y(标准状况下,密度为1.96g/L)和水,生成的Y折合成标准状况下的体积为6.72L,则A的化学式为                

(2)取B的水溶液2ml与新制Cu(OH)2混合加热,发现能出现砖红色沉淀,则物质B为            

(3)取16.8gC固体加强热,将生成的气体依次通过经称量过的装CaCl2固体的干燥管和装足量Ba(OH)2水溶液的洗气瓶,后经再次称量发现干燥管增重1.8g,洗气瓶增重4.4g。写出C物质加入水后的溶液显碱性的原因                。(用离子方程式和必要文字解释)

 

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(10分)某科研小组利用石油分馏产品经下列路线,合成一种新型香料。

已知X分子中碳氢质量比为24:5,A、E都是X的裂解产物,且二者互为同系物,D与饱和NaHCO3溶液反应产生气体。

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信息提示:卤代烃在强碱水溶液中发生水解(取代)反应生成醇。如:

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(1)X分子为直链结构,X的名称为         ;C中官能团的名称为          

(2)①—⑥的反应中,下列反应类型存在且数目由多到少的是        。(用字母和“﹥”写出)

A.加成反应       B.加聚反应       C.取代反应        D.氧化反应

(3)B与D在浓硫酸作用下,生成甲,则与甲同类别的同分异构体的有      种(不包括甲)。

(4)写出⑥的化学反应方程式                                           

(5)E可能发生下列选项中的某种反应,写出能反应的化学方程式             

A.皂化反应        B.与乙酸的酯化反应

C.加聚反应        D.与银氨溶液的银镜反应

 

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固体粉末X中可能含有Cu、FeO、Fe2O3、NaHCO3、Na2CO3、Na2S2O3、NaAlO2中的若干种。某化学兴趣小组为确定该固体粉末的成分,现取X进行连续实验,实验过程及现象如下:

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已知:HCO3-+AlO2-+H2O=Al(OH)3↓+CO32-

下列说法正确的是

A.气体乙和气体丙都为纯净物

B.固体粉末X中一定含有FeO、Na2S2O3、NaAlO2 可能含有NaHCO3、Na2CO3

C溶液丁中的阳离子一定只含H+、Fe2+

D.溶液甲中一定含有AlO2- ,可能含有CO32-

 

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已知:常温下浓度为0.1 mol·L-1的下列溶液的pH如表:

溶质

NaF

NaClO

Na2CO3

pH

7.5

9.7

11.6

下列有关说法正确的是

A.在相同温度下,同浓度的三种酸溶液的导电能力顺序:H2CO3<HClO<HF

B.若将CO2 通入0.1 mol·L-1Na2CO3溶液中至溶液中性,则溶液中2c(CO32ˉ)+ c(HCO3ˉ)= 0.1 mol·L-1

C.根据上表, 水解方程式ClOˉ+ H2O满分5 manfen5.comHClO + OHˉ的平衡常数K≈10ˉ7.6

D.向上述NaClO 溶液中通HF气体至恰好完全反应时:

c(Na+)>c(Fˉ)>c(H+)>c(HClO)>c(OHˉ)

 

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下图是CO2电催化还原为CH4的工作原理示意图。下列说法不正确的是

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A.该过程是电能转化为化学能的过程

B.铜电极的电极反应式为:CO2+8H++8e=CH4+2H2O

C.一段时间后,①池中n(KHCO3)不变

D.一段时间后,②池中溶液的pH一定下降

 

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