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【题目】大气中CO2含量的增加会加剧温室效应,为减少其排放,需将工业生产中产生的CO2分离出来进行储存和利用。

(1)CO2溶于水生成碳酸,碳酸和亚硝酸(HNO2)的电离常数如下表所示,下列事实中,能说明亚硝酸酸性比碳酸强的是(填字母代号)____________

弱酸

HNO2

H2CO3

电离常数

Ka=5.1×10-4

Ka1=4.6×10-7

Ka2=5.6×10-11

A 常温下,亚硝酸电离常数比碳酸一级电离常数大

B 亚硝酸的氧化性比碳酸的氧化性强

C 亚硝酸与碳酸钠反应生成CO2

D 相同浓度的碳酸钠溶液的pH比亚硝酸钠的大

(2).CO2NH3反应可合成尿素[化学式为CO(NH2)2],反应2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(1)+H2O(g)在合成塔中进行,图中Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ三条曲线分别表示温度为T℃时,按不同氨碳比和水碳比投料时,二氧化碳平衡转化率的情况。

①曲线Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ中水碳比的数值分别为0.60.711.11.51.6,则生产中应选用的水碳比数值范围是____________

②推测生产中氨碳比应控制在____________(选填“4.0”“4.5”)左右比较适宜。

③若曲线Ⅱ中水碳比为1,初始时CO2的浓度为1mol/L,则T℃时该反应的平衡常数K=____________(保留有数数字至小数点后两位)

(3)TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2CH4直接转化为乙酸,请写出该反应的化学方程式:____________。在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系如图所示。在温度为____________时,催化剂的活性最好,效率最高。请解释图中250400℃时乙酸生成速率变化的原因:250300℃时____________300400℃时____________

【答案】AC 0.60.7 4.0 0.59 250 催化剂效率下降是影响乙酸生成速率的主要原因 温度升高是影响乙酸生成速率的主要原因

【解析】

1A、相同条件下,酸的电离平衡常数越大,酸性越强,根据表中数据,HNO2的电离平衡常数大于碳酸的一级电离常数,说明HNO2的酸性强于H2CO3,故A符合题意;

B、氧化性强弱与酸性强弱无关,故B不符合题意;

C、利用酸性强的制取酸性弱的,亚硝酸与碳酸钠反应生成CO2,说明亚硝酸的酸性强于碳酸,故C符合题意;

D、利用越弱越水解,Na2CO3对应的是HCO3NaNO2对应的是HNO2,相同浓度碳酸钠溶液的pH比亚硝酸的大,说明HCO3电离出H能力弱于HNO2,不能说明HNO2H2CO3的酸性强弱,故D不符合题意;

2)①氨碳比相同时,曲线ICO2的转化率大,因此生产中选用水碳比数值范围是0.60.7

②氨碳比在4.5时,需要氨气较多,根据图像分析,CO2的转化率增大不多,提高生产成本,所以氨碳比控制在4.0左右;

③曲线Ⅱ中水碳比为1,初始时CO2浓度为1mol·L1,则c(H2O)=1mol·L1,氨碳比为4时,CO2的转化率为63%c(NH3)=4mol·L1,则

2NH3CO2CO(NH2)2H2O

起始: 4 1 1

变化: 1.26 0.63 0.63

平衡: 2.74 0.37 1.63

平衡常数K=0.59

3CO2CH4发生反应:CO2CH4CH3COOH;根据图像,当温度为250℃时,乙酸的生成速率最大,催化剂的催化效率最大;在250℃~300℃过程中,催化剂是影响速率的主要因素,因此催化效率的降低,导致反应速率也降低;而在300℃~400℃时催化效率低且变化程度小,但反应速率增加较明显,因此该过程中温度是影响速率的主要因素,温度越高,反应速率越大。

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(1)该装置还缺少的玻璃仪器为 _________________ ,若做1次完整的中和热测定实验,则温度计需使用_______ 次,

(2)倒入NaOH溶液的正确操作是______________

A.一次迅速倒入 B.分三次少量倒入 C.沿玻璃棒缓慢倒入

(3)下列操作使测得中和热偏大的是_________

A.测量酸的温度后没有清洗温度计在测量碱 B.在量取盐酸时仰视读数

C. 使用铜棒搅拌反应液 D.将盐酸的体积量取为52.0ml

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A.升高温度,平衡向正反应方向移动

B.起始时刻n(X) : n(Y)= 2 : 1

C.充入氦气增大容器内的压强,Y的转化率提高

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