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CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体,中国政府承诺,到2020年,单位GDP...

CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体,中国政府承诺,到2020年,单位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%50%CO2的综合利用是解决温室问题的有效途径。

(1)研究表明CO2H2在催化剂存在下可发生反应生成CH3OH。己知部分反应的热化学方程式如下:

CH3OH(g)+ 3/2O2(g) CO2(g)+2H2O(1)         ΔH1=a kJ·mol−1

H2(g)+1/2O2(g) H2O(1)                    ΔH2=b kJ·mol−1

H2O(g) H2O(l)                           ΔH3=c kJ·mol−1

CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)      ΔH=_______kJ·mol−1

(2)为研究CO2CO之间的转化,让一定量的CO2与足量碳在体积可变的密闭容器中反应:C(s)CO2(g) 2CO(g) ΔH,反应达平衡后,测得压强、温度对CO的体积分数(φ(CO))的影响如图所示。

回答下列问题:

压强p1p2p3的大小关系是______Ka Kb Kc abc三点对应的平衡常数,则其大小关系是______

②900℃1.0 MPa时,足量碳与a molCO2反应达平衡后,CO2的转化率为________ (保留三位有效数字),该反应的平衡常数Kp______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)

(3)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4 为催化剂,可以将CO2 CH4 直接转化成乙酸,CO2(g)+CH4(g) CH3COOH(g)。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250300 ℃时,乙酸的生成速率降低的主要原因是_______

(4)以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯,其原理如图所示,电解所用电极材料均为惰性电极。阴极上的电极反应式为__________;每生成0.5mol乙烯,理论上需消耗铅蓄电池中_____mol硫酸。

 

(3b-a-c ) p1<p2<p3 Ka=Kb<Kc 66.7% (或0.667) 3.2 Mpa 催化剂的催化效率降低 2CO2+12H++12e- = CH2=CH2 +4H2O 6 【解析】 (1)第二个方程式2倍减去第一个方程式,再减去第三个方程式。 (2)①根据平衡移动来分析压强关系,根据温度变化来判断平衡常数;②分别假设计算出CO、CO2物质的量,再计算CO2的转化率和平衡常数。 (3)根据图中信息分析出催化剂的催化效率降低。 (4)根据分析,左侧CO2转化为乙烯,化合价降低,得到电子,根据Pb + PbO2+ 2H2SO4=2PbSO4+ 2H2O分析电子转移与消耗硫酸关系。 (1)第二个方程式2倍减去第一个方程式,再减去第三个方程式得到CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=(3b-a-c) kJ·mol−1;故答案为:(3b-a-c)。 (2)①从700℃分析,从下到上,CO体积分数增大,则说明平衡正向移动,该反应是体积增大的反应,即减小压强,因此压强p1、p2、p3的大小关系是p1<p2<p3;Ka、Kb、Kc为a、b、c三点对应的平衡常数,a、b温度相等,则平衡常数相等,b、c压强相同,温度不同,温度升高,CO体积分数增大,平衡正向移动,平衡常数变大,因此其大小关系是Ka=Kb<Kc;故答案为:p1<p2<p3;Ka=Kb<Kc。 ②900℃、1.0 MPa时,足量碳与a molCO2反应达平衡后,CO的体积分数为为80%,则CO2的体积分数为20%,假设平衡时CO物质的量为0.8mol,CO2物质的量为0.2mol,则CO2改变量为0.4mol,因此CO2的转化率为,该反应的平衡常数;故答案为:66.7%(或0.667);3.2 Mpa。 (3)根据图中信息,250~300 ℃时,乙酸的生成速率降低的主要原因是催化剂的催化效率降低;故答案为:催化剂的催化效率降低。 (4)以铅蓄电池为电源可将CO2转化为乙烯,其原理如图所示,电解所用电极材料均为惰性电极。根据分析,左侧CO2转化为乙烯,化合价降低,得到电子,为阴极,因此阴极上的电极反应式为2CO2+12H++12e- = CH2=CH2+4H2O;根据Pb + PbO2+ 2H2SO4=2PbSO4+ 2H2O分析,转移2mol电子,反应2mol硫酸,每生成0.5mol乙烯,转移6mol电子,所以理论上需消耗铅蓄电池中6 mol硫酸;故答案为:2CO2+12H++12e- = CH2=CH2+4H2O;6。
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下面是某科研小组利用废铁屑还原浸出软锰矿(主要成分为MnO2)制备硫酸锰及电解其溶液制锰的工艺流程图:

已知:①浸出液中主要含有Fe3Fe2Co2Ni2等杂质金属离子;

②生成氢氧化物的pH见下表:

物质

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Ni(OH)2

Co(OH)2

Mn(OH)2

开始沉淀的pH

7.5

2.7

7.7

7.6

8.3

完全沉淀的pH

9.7

3.7

8.4

8.2

9.8

 

请回答下列问题:

1)“酸浸”前将原料粉碎的目的是____

2)流程图中“①加入MnO2”的作用____MnO2还可以用其他试剂____(填化学式)代替。

3)流程图中“②调节pH”可以除去某种金属离子,应将溶液pH调节控制的范围是___7.6。上述流程中,能循环使用的一种物质是___(填化学式)

4)向滤液Ⅰ中加入MnS的作用是除去Co2Ni2等离子,其中可以发生反应为MnS(s)Ni2(aq)=NiS(s)Mn2(aq)等。当该反应完全后,滤液2中的Mn2Ni2的物质的量浓度之比是___[已知Ksp(MnS)2.8×1010Ksp(NiS)2.0×1021]

5)在适当条件下,在MnSO4H2SO4H2O为体系的电解液中电解也可获得MnO2,其阳极电极反应式为____

6)层状镍钴锰三元材料可作为锂离子电池正极材料,其化学式为LiNixCoyMnzO2,其中NiCoMn的化合价分别为+2+3+4。当x=y=时,z=___

 

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25℃时,用0.1 mol·L-1NaOH溶液分别滴定20.00mL 0.1 mol·L-1的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是

A.Ⅰ、Ⅱ分别表示盐酸和醋酸的滴定曲线

B.pH=7时,滴定盐酸和醋酸消耗NaOH溶液的体积相等

C.V(NaOH)=10.00mL时,醋酸溶液中c(CH3COO-)> c(Na+)> c(H+)> c(OH-)

D.V(NaOH)=20.00mL时,两溶液中c(CH3COO-)> c(Cl-)

 

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短周期元素WXYZ的原子序数依次增大。W的单质与H2在暗处能化合并发生爆炸,X是同周期中金属性最强的元素,Y原子的最外层电子数等于电子层数,WZ原子的最外层电子数相同。下列说法错误的是(  )

A. 单质的沸点:Z>W

B. 简单离子半径:X>W

C. 元素X与氧可形成既含离子键又含非极性共价键的化合物

D. XYZ的最高价氧化物对应的水化物两两之间能相互反应

 

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用下列装置完成相关实验,合理的是(  )

A.图①:验证H2CO3的酸性强于H2SiO3

B.图②:收集CO2NH3

C.图③:分离Na2CO3溶液与CH3COOC2H5

D.图④:分离CH3CH2OHCH3COOC2H5

 

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研究表明CON2OFe+作用下发生反应的能量变化及反应历程如图所示,两步反应分別为:①N2O+Fe+=N2+FeO (慢):②FeO++CO=CO2+Fe+ (快)。下列说法正确的是

A. 反应①是氧化还原反应,反应②是非氧化还原反应

B. 两步反应均为放热反应,总反应的化学反应速率由反应②决定

C. Fe+使反应的活化能减小,FeO+是中间产物

D. 若转移lmol电子,则消耗II.2LN2O

 

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