(本题16分)降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为研究的主要课题。(1)已知在常温常压下:① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(
题型:不详难度:来源:
(本题16分)降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为研究的主要课题。 (1)已知在常温常压下: ① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol ② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol ③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol 写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: 。 (2)在容积为2L的密闭容器中,充入2mol CO2和6mol H2,在温度500℃时发生反应: CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H<0。CH3OH的浓度随时间变化如图。回答有关问题:
①从反应开始到20分钟时,H2的平均反应速率v(H2)=_________________。 ②从30分钟到35分钟达到新的平衡,改变的条件可能是 。 A. 增大压强 B.加入催化剂 C.升高温度 D.增大反应物的浓度 ③列式计算该反应在35分钟达到新平衡时的平衡常数(保留2位小数) ④如果在30分钟时,再向容器中充入2mol CO2和6mol H2,保持温度不变,达到新平衡时,CH3OH的浓度____________1mol.L-1(填“>”、“<”或“=”)。 (3)一种原电池的工作原理为:2Na2S2 + NaBr3 Na2S4 + 3NaBr。用该电池为电源,以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解,使CO2在铜电极上可转化为甲烷。 ①该电池负极的电极反应式为: 。 ②电解池中产生CH4一极的电极反应式为: 。 (4)下图是NaOH吸收CO2后某种产物的水溶液在pH从0至14的范围内H2CO3、HCO3-、CO32-三种成分平衡时的组成分数。
下列叙述正确的是 。 A.此图是1.0 mol·L-1碳酸钠溶液滴定1.0 mol·L-1 HCl溶液的滴定曲线 B.在pH分别为6.37及10.25时,溶液中c(H2CO3)=c(HCO3-)=c(CO32-) C.人体血液的pH约为7.4,则CO2在血液中多以HCO3-形式存在 D.若用CO2和NaOH反应制取NaHCO3,宜控制溶液的pH为7~9之间 |
答案
31.答案(16分) (1)CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) ΔH=﹣442.8 kJ∕mol (2分) (2)①0.15 mol/(L·min) (2分) ②D (2分) ③0.15 mol-2.L2(2分) ④> (2分) (3)①2S22- - 2e-=S42- (2分) ②CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-(2分) (4)CD (2分) |
解析
试题分析: (1)根据已知方程式和盖斯定律可得,甲醇不完全燃烧的化学方程式=(①-②+4×③)/2,所以方程式为CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) ΔH=﹣442.8 kJ∕mol。 (2)①v(H2)=3 v(CH3OH)=0.075 mol/(L·min) ②从30分钟到35分钟的过程中,甲醇的浓度瞬间没有增大,而是逐渐增大,所以该时刻改变的条件不可能是增大压强;由于加催化剂不能改变甲醇的浓度,所一不可能是加入了催化剂;升高温度平衡左移,甲醇浓度减小,所以C错误;故只能是增大了反应物的浓度,使平衡逐渐右移,甲醇浓度逐渐增大,达到新的平衡,故选D。 ③因为在35分钟时改变的条件是增大了反应物浓度,所以没有改变温度,所以达到新平衡时的平衡常数与原平衡常数相等,因此有: CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) 初始浓度(mol/L): 1 3 0 0 转化浓度(mol/L): 0.5 1.5 0.5 0.5 平衡浓度(mol/L): 0.5 1.5 0.5 0.5 所以平衡常数K=c(CH3OH) c(H2O)/ c(CO2) c3(H2)=" 0.5×" 0.5 / 0.5× 1.53 ≈0.15 mol-2.L2 . ④在30min再充入等量的反应物,相当于增大了压强,平衡要正向移动,所以达到新平衡后甲醇的浓度比原来平衡时甲醇浓度的2倍还大,因此CH3OH的浓度大于1mol.L-1 。 (3)①从所给的原电池反应式可以看出S的化合价升高,所以Na2S2 做氧化剂在负极失去电子被还原,所以反应式为2S22- - 2e-=S42- 。 ②电解池中由CO2生成CH4,可以看出生成甲烷的电极是阴极,发生还原反应,由于是碱性环境,所以式子中少O的一端生成OH-,所以电极反应式为:CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH- 。 (4)由图象可以看出,开始H2CO3浓度最大,CO32-浓度最小,图象为在碳酸中逐滴滴加氢氧化钠溶液的图象,故A错误; pH为6.37时,c(H2CO3)=c(HCO3-),pH=10.25时,c(HCO3-)=c(CO32-),但三者的浓度不相等,故B错误; pH为7.4时,HCO3-的最大,则当人体血液的pH约为7.4,则CO2在血液中多以HCO3-的形式存在,故C正确;溶液的pH为7~9之间时,溶液中的阴离子主要以HCO3-形式存在,所以溶液中的溶质主要为碳酸氢钠,故D正确;因此选CD。 |
举一反三
.(16分)Ⅰ.已知下列反应的热化学方程式为: (1) C(s) + O2(g) = CO2(g) △H1 =" -393.5" kJ/mol (2) CH3COOH(l) + 2O2(g) = 2CO2(g) + 2H2O(l) △H2 =" -870.3" kJ/mol (3) 2H2(g) + O2(g) = 2H2O(l) △H3 =" -571.6" kJ/mol 请计算:2C(s) + 2H2(g) + O2(g)= CH3COOH(l) △H4 = 。 Ⅱ.在某温度下,物质(t-BuNO)2在正庚烷或CCl4溶剂中均可以发生反应: (t-BuNO)2 2(t-BuNO) 。该温度下该反应在CCl4溶剂中的平衡常数为1.4。 (1)向1L正庚烷中加入0.50mol(t-BuNO)2,10min时反应达平衡,此时(t-BuNO)2的平衡转化率为60%(假设反应过程中溶液体积始终为1L)。反应在前10min内的平均速率为ν(t-BuNO)= 。列式计算上述反应的平衡常数K = 。 (2)有关反应:(t-BuNO)22(t-BuNO) 的叙述正确的是( ) A.压强越大,反应物的转化率越大 B.温度升高,该平衡一定向右移动 C.溶剂不同,平衡常数K值不同 (3)通过比色分析得到40℃时(t-BuNO)2和(t-BuNO)浓度随时间的变化关系的几组数据如下表所示,请在同一图中绘出(t-BuNO)2和(t-BuNO)浓度随时间的变化曲线。
时间(min)
| 0
| 1
| 3
| 5
| 7
| 9
| 11
| c(t-BuNO)2 mol/L
| 0.05
| 0.03
| 0.01
| 0.005
| 0.003
| 0.002
| 0.002
| c(t-BuNO) mol/L
| 0
| 0.04
| 0.08
| 0.07
| 0.094
| 0.096
| 0.096
| Ⅲ.甲醇燃料电池的电解质溶液是KOH溶液。则通甲醇的电极反应式为 。若通空气的电极上有32g O2参加反应,则反应过程中转移了 mol e-。 |
常温下,将Cl2缓慢通入水中至饱和,然后向所得饱和氯水中滴加0.1mol·L—1的NaOH溶液。整个实验进程中溶液的pH变化曲线如图所示,下列叙述正确的是
A.实验进程中可用pH试纸测定溶液的pH | B.c点所示溶液中: | C.向a点所示溶液中通入SO2,溶液的酸性和漂白性均增强 | D.由a点到b点的过程中,溶液中减小 |
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(17分)降低太气中CO2含量及有效开发利用CO2,是科学家研究的重要课题。 (1)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为: 2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) △H=-122.4kJ·mol-1 ①某温度下,将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入体积可变的密闭容器中,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如下表所示。
则Pl P3(填“>”“<”或“=”,下同)。若T1、Pl,T3、P3时平衡常数分别为K1、K3, 则K1 K3。T1、Pl时H2的平衡转化率为 。 ②一定条件下,t上述反应在密闭容器中达平衡。当仅改变影响反应的一个条件,引起的下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是____ 。 A.反应物的浓度降低 B.容器内压强增大 C.正反应速率大于逆反应速率 D.化学平衡常数K增大 (2)碳酸氢钾溶液加水稀释, (填“增大”“不变”或“减小”)。用碳酸钾溶液吸收空气中CO2,当溶渡呈中性时,下列关系或说法正确的是 。 A.c(K+)=2c(CO)+c(HCO)+c(H2CO3) b.c(HCO)c(CO) c.降低温度,c(H+)·c(OH-)不变 (3)向盛有FeCl3溶液的试管中滴加少量碳酸钾溶液,立即产生气体,溶液颜色加深,用激光笔照射能产生丁达尔效应,反应的离子方程式为 。 |
在一定温度下,反应A2(g) + B2(g) 2AB(g)达到平衡的标志是 A.单位时间内生成nmolA2同时生成nmolAB | B.容器内的总物质的量不随时间变化 | C.单位时间内生成2nmolAB的同时生成nmolB2 | D.单位时间内生成nmolA2的同时生成nmolB2 |
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在密闭容器中进行如下反应:X2(g)+Y2(g)2Z(g),已知X2、Y2、Z的起始浓度分别为0.1mol/L、0.3mol/L、0.2mol/L,在一定条件下,当反应达到平衡时,各物质的浓度有可能是( )A.Z为0.3mol/L | B.Y2为0.4mol/L | C.X2为0.2mol/L | D.Z为0.4mol/L |
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