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CO2是廉价的碳资源,将其甲烷化具有重要意义。 热化学转化法:原理为CO2(g)...

CO2是廉价的碳资源,将其甲烷化具有重要意义。

热化学转化法:原理为CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)H

(1)每生成0.4mol CH4(g),放出66kJ的热量。则H=________

(2)其他条件不变,压强对CO2的转化率及H4的选择性的影响如图所示。CH4的选择性=×100%CO2甲烷化反应选择0.1MPa (1个大气压)而不选择更高压强的原因是_______

电化学转化法:在多晶Cu催化下,电解CO2制备CH4的原理如图所示。

(3)铂电极上产生的气体为_____(填化学式)

(4)电解结束时阴、阳极室的KHCO3溶液的浓度基本保持不变。在电解过程中,HCO3-移向_______ (” )极室。写出阴极的电极反应式______

(5)电解过程中应持续通入CO2,同时温度应控制在10℃左右,使CO2优先于H+在电极上发生反应。该电解过程不在室温下进行的原因是________

 

-165kJ/mol 在0.1MPa,CO2的转化率及CH4的选择性较高,加压CO2的转化率及CH4的选择性变化不大,且加压会增大投资和能耗 CO2、O2 阳 9CO2+8e-+6H2O=CH4+8 温度太高,不利于CO2的溶解 【解析】 (1)根据反应放出的热量与反应的物质呈正比计算; (2)在0.1MPa,CO2的转化率及CH4的选择性较高,加压CO2的转化率及CH4的选择性变化不大; (3)多晶Cu作阴极,CO2得到电子变为CH4逸出;铂电极为阳极,溶液中OH-失去电子变为O2,反应产生的H+与HCO3-反应产生CO2;根据阳极发生氧化反应,阴极上发生还原反应,溶液中阴离子HCO3-向阳极定向移动,结合温度对气体溶解度的影响分析判断。 (1)反应发生CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g),若生成0.4mol CH4(g),放出66kJ的热量则产生1 mol甲烷气体时,放出热量为Q= 66kJ×=165kJ,故该反应的反应热△H=-165kJ/mol; (2)在0.1MPa,CO2的转化率及CH4的选择性较高,加压CO2的转化率及CH4的选择性变化不大,且加压会增大投资和能耗,因此选择条件是0.1MPa; (3)Pt电极为阳极,在阳极上溶液中水电离产生的OH-失去电子,发生氧化反应产生O2,OH-放电,破坏了附近水的电离平衡,产生H+,使附近溶液中c(H+)增大,H+与附近溶液中的反应产生CO2气体,故铂电极上产生的气体为CO2、O2; (4)采用电化学转化法,在多晶Cu催化下,电解CO2制备CH4时,多晶Cu为阴极,CO2得到电子变为CH4,结合电解质溶液成分,可知阴极的电极反应式为:9CO2+8e-+6H2O=CH4+8; (5)电解过程中应持续通入CO2,同时温度应控制在10℃左右,使CO2优先于H+在电极上发生反应。该电解过程不在室温下进行的原因是因为温度升高,CO2在溶液中的溶解度会降低,不利于CO2的溶解及发生还原反应。
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铜制印刷电路板蚀刻液的选择及再生回收是研究热点。

(1)HCl-FeCl3溶液作蚀刻液

①该溶液蚀刻铜板时发生主要反应的离子方程式为__________.

②从废液中可回收铜井使蚀刻液再生。再生所用的试剂有Fe______(填化学式)

(2)HCl-CuCl2溶液作蚀刻液蚀刻铜后的废液中含Cu+ 用下图所示方法可使蚀刻液再生并回收金属铜。

第一步BDD电极上生成强氧化性的氢氧自由基(HO·)H2O-e-==HO·+H+ .

第二步HO·氧化Cu+实现CuCl蚀刻液再生:________(填离子方程式) .

(3)用碱性CuCl2溶液(NH3·H2O-NH4Cl调节pH)作蚀刻液

原理为:CuCl2+ 4NH3·H2O==Cu(NH3)4Cl2+ 4H2OCu(NH3)4Cl2+Cu== 2Cu(NH3)2Cl

①过程中只须及时补充NH3·H2ONH4Cl就可以使蚀刻液再生,保持蚀刻能力。蚀刻液再生过程中作氧化剂的是_________(填化学式)

50℃,c(CuCl2)=2.5mol·L-1 pH对蚀刻速串的影响如图所示。适宜pH约为8.3~9.0pH过小或过大,蚀刻速率均会减小的原因是______________.

 

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Na2CO3NaHCO3在生活和生产中应用广泛。

(1)室温时下列指定溶液中微粒物质的量浓度关系正确的是_____ (填字母) .

A.0.1mol·L-1Na2CO3溶液: c(Na+)+c(H+) =c(OH-)+c()+c()

B.0.1mol·L-1NaHCO3溶液: c(Na+) =c() + c()+ c(H2CO3)

C.0.1mol·L-1NaHCO3溶液: c(Na+)>c()>c()>c(H2CO3)

D.浓度均为0.1mol·L-1Na2CO3NaHCO3混合溶液:2c(H+)+c()+3c(H2CO3)=2c(OH-)+c()

(2)水垢中的CaSO4可用Na2CO3溶液处理。当两种沉淀共存时, =________[Ksp(CaCO3) =5.0×10-9Ksp(CaSO4)=7.0×10-5]

(3) 25℃时,碳酸及其盐溶液中含碳元素微粒的分布分数δ随溶液pH变化的关系如图所示。

①纯碱溶液去油污的原理是_________(用离子方程式表示) 25℃时,该反应的平衡常数表示为Kh,则pKh=_________(pKh=-lgKh)

25C时,下列三种溶液

A.0.1mol·L-1NaHCO3溶液:

B.0.1mol·L-1Na2CO3溶液:

C.0.1mol·L-1NaCN溶液。

pH由大到小的顺序为________________(填字母)[25℃时,K(HCN)= 10-9.3]

(4)NaHCO3可用于铝土矿(主要成分为Al2O3,含SiO2Fe2O3)制铝。流程如下:

①滤渣中除含SiO2转化得到的铝硅酸钠外,还含_____(填化学式)

②写出沉淀"步骤发生反应的离子方程式________________

 

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蓝色钾盐水合物KaCub(C2O4)c·H2O(铜元素为+2)的组成可通过下列实验确定:

步骤①:称取一定质量的样品置于锥形瓶中,加入适量2 mol·L-1稀硫酸,微热使样品溶解。再加入30 mL水加热,用0.0200 mol·L-1KMnO4溶液滴定至终点,消耗KMnO4溶液12.00 mL(的还原产物为Mn2+)

步骤②:充分加热滴定后的溶液,冷却后,调节pH并加入过量的KI固体,溶液变为棕色并产生白色沉淀CuI,发生反应2Cu2++4I-=2CuI↓+I2

步骤③:加入少量淀粉溶液作指示剂,用0.0200 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液15.00 mL,发生反应I2+2=2I-+

(1)若步骤②中未对滴定后的溶液进行加热,则测出的Cu2+的物质的量将____(偏大偏小不变”) 。

(2)步骤③中滴定终点的现象是___________

(3)通过计算确定abc=___________(写出计算过程)

 

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汽车尾气中含有CONOx等污染物,减少汽车尾气污染是重要研究课题。

(1)已知: N2(g) + O2(g)==2NO(g) H=+ 180.5kJ·mol-1

2C(s)+ O2(g)== 2CO(g)  H= - 221.0kJ·mol-1

C(s)+ O2(g)==CO2(g)  H= -393.5 kJ·mol-1

2CO(g)+ 2NO(g)== N2(g)+ 2CO2(g) H=_______kJ·mol-1

(2)某温度下,为探究2CO(g)+ 2NO(g)N2(g)+ 2CO2(g)的反应速率,用气体传感器测得不同时间的CONO浓度如下表:

时间/s

0

1

2

3

4

5

c(CO)/10-4mol·L-1

36.0

30.5

28.5

27.5

27.0

27.0

c(NO)/10-4mol·L-1

10.0

4.50

2.50

1.50

1.00

1.00

 

①前2s内,上述反应的平均反应速率v(NO)=_______

②该温度下,上述反应的平衡常数K=_________

③对于上述反应,下列叙述正确的是________(填字母)

A.反应在低温下能自发进行          B.2v(CO)=v(N2)时,反应达到平衡状态

C.研究反应的高效催化剂意义重大    D.反应达到平衡时,CONO的转化率相等

(3)CO浓度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。写出多孔电极a的电极反应式:_________

 

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元素X位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为1。在气体分析中,常用XCl的盐酸溶液吸收并定量测定CO的含量,原理为:2XCl+2CO+ 2H2O==X2Cl2·2CO·2H2O

(1)X原子基态核外电子排布式为_________

(2)CHO三种元素的电负性由大到小的顺序为________

(3)H2O中氧原子的轨道杂化类型为__________

(4)X2Cl2·2CO·2H2O是一种配合物,结构如图所示,每个X原子能与其他原子形成3个配位键,在图中用“→"标出相应的配位键__CON2分子的结构相似,则1molX2Cl2·2CO·2H2O含有δ键的数目为__

(5)化合物XCl晶体的晶胞如图所示,距离每个X离子最近的Cl的个数为________

 

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