(14分) 为解决大气中CO2的含量增大的问题,某科学家提出“绿色自由”构想:把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收,然后再把CO2从溶液中提取出
题型:不详难度:来源:
(14分) 为解决大气中CO2的含量增大的问题,某科学家提出“绿色自由”构想:把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇。“绿色自由”构想的部分技术流程如下:
(1)合成塔中反应的化学方程式为 ;△H<0。该反应为可逆反应,从平衡移动原理分析,低温有利于提高原料气的平衡转化率。而实际生产中采用300℃的温度,除考虑温度对反应速率的影响外,还主要考虑了 。 (2)从合成塔分离出甲醇的原理与下列 操作的原理比较相符(填字母) A.过滤 B.分液 C.蒸馏 D.结晶 工业流程中一定包括“循环利用”,“循环利用”是提高效益、节能环保的重要措施。“绿色自由”构想技术流程中能够“循环利用”的,除K2CO3溶液和CO2、H2外,还包括 。 (3)一定条件下,向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中,正确的是 。
A.升高温度能使增大 B.反应达到平衡状态时,CO2的平衡转化率为75% C.3 min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率 D.从反应开始到平衡,H2的平均反应速率υ(H2)=0.075 mol?L-1?min-1 (4) 如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。 巳知
写出C02(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式 ___________ _____。 |
答案
(14分)(1)CO2+3H2=CH3OH+H2O(3分) 催化剂的催化活性(2分) (2)C(2分) 高温水蒸气或反应热(2分) (3)B(3分) (4) CO2(g)+4H2 (g) = CH4(g)+2H2O(l) ΔH=-252.9kJ/mol (3分) |
解析
1)根据工艺流程可知,合成塔内反应是氢气与二氧化碳反应生成甲醇和水; 工业生产条件选择要考虑转化率、反应速率、对催化剂的影响、材料、成本等多方面综合考虑; (2)从合成塔出来的主要为甲醇与水的混合液,甲醇与水互溶,沸点相差大; (3)由流程图可以找出循环利用的物质; (4)由图可知,10min达平衡,根据v=计算v(CH3OH)反应速率之比等于化学计量数之比计算氢气的反应速率; 平衡向正反应移动,可以增大n(CH3OH)/n(CO2)的值; (5)根据盖斯定律构造目标热化学方程式. 解: (1)合成塔中的反应是二氧化碳和氢气在一定条件下可生成甲醇和水,其方程式为: CO2+3H2一定条件CH3OH+H2O; 温度影响催化剂的活性,除考虑温度对反应速率的影响外,还主要考虑了催化剂的催化活性, 故答案为:CO2+3H2 = CH3OH+H2O;主要考虑了催化剂的催化活性; (2)分离沸点相差比较大,互溶的液体,可以用蒸馏的方法进行分离,故选:C; (3)(3)由工艺流程可知,可重复利用的物质有K2CO3溶液和CO2、H2、高温水蒸气,故答案为:高温水蒸气; (4)(4)由图可知,10min达平衡,平衡时甲醇的浓度为0.8mol/L, (5)所以v(CH3OH)==0.08mol/(L?min),反应速率之比等于化学计量数之比,所以v(H2)=3v(CH3OH)=3×0.08mol/(L?min)=0.24mol/(L?min). (6)增大H2的用量、减少生成H2O 的量等,平衡右移,可以增大n(CH3OH)/n(CO2)的值, (7)故答案为:0.24mol/(L?min);增大H2的用量等; (8)(5)巳知:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol, ②H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H2=-285.8kJ/mol, 则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式可 根据盖斯定律②×4-①得CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ/mol, 故答案为:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ/mol 。 |
举一反三
2010年7月3日,福建省紫金矿业集团有限公司铜矿湿法厂发生污水渗漏事故,导致汀江部分河段污染,铜离子是污水的主要成分。下列说法正确的是( ) A.该污水呈酸性 | B.该污水呈碱性 | C.污水中铜离子有***菌作用,对水质没有影响 | D.向被污染水质中加入大量的氢氧化钡,可以治理被污染的水质 |
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“低碳生活”是指生活作息时所耗用能量要减少,从而降低碳(特别是二氧化碳)的排放。下列行为不利于低碳生活的是A.用大排量的轿车代替公交车出行 | B.把白炽灯换成节能灯 | C.开发太阳能、水能、风能等新能源 | D.自备购物布袋,不用塑料方便袋 |
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小明同学提出下列环保建议: ①用天然石材装修新房一定环保安全; ②提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋; ③开发生产无汞电池; ④提倡使用手帕,减少使用餐巾纸; ⑤开发无磷洗涤剂。 你认为其中可以采纳的是:( ) |
塑料废弃物约占我国城市生活垃圾的5%~14%,它造成的“白色污染”已成为社会的一大公害。下列综合整治“白色污染”的各种措施中,不可取的是A.热分解或熔融再生利用 | B.直接填埋或向海里倾倒处理 | C.积极寻找纸等纤维类制品代替塑料 | D.开发研究可降解塑料 |
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以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济要求的是A.发展氢能和太阳能 | B.举行“地球一小时"熄灯活动 | C.限制塑料制品的使用 | D.种植农作物时大量使用化肥和农药 |
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