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10.工业生产会产生大量CO2,增加了碳排放量.人们一直努力将CO2变废为宝.
途径一:将CO2催化加氢可制取乙烯.
已知:2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g)△H=-152kJ/mol
(1)化学键的键能如下表所示,则表中的x=612
 化学键 C=O H-H C=C C-H H-O
 键能/KJ mol 803 436 x 414464
(2)如图所示为在体积为2L的恒容容器中,投料为1 mol CO2和3mol H2时,测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响.

请回答:
①计算250℃时该反应的化学平衡常数K=$\frac{0.125×0.{5}^{4}}{0.2{5}^{2}×0.7{5}^{6}}$(列出计算式即可).
②下列说法正确的是a
a.平衡常数大小:M>N
b.反应物活化分子百分数大小:M>N
c.当压强、混合气体的密度或$\frac{c({H}_{2})}{c(C{O}_{2})}$不变时均可视为化学反应已达到平衡状态
d.其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃时CO2的平衡转化率可能位于点M1
(3)下列措施一定可以提高平衡体系中C2H4百分含量,又能加快反应速率的是b
a.升高温度            b.缩小体积,增大压强
c.增大H2的浓度    d.将产物从反应体系中分离出来
途径二:以稀硫酸为电解质,利用电解原理将CO2转化为乙烯.
已知:该电解池的工作原理如图所示.

(4)M极上的电极反应式为2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O.
(5)已知铅蓄电池放电时发生的反应为:PbO2+Pb+2H2SO4═2PbSO4+2H2O.若铅蓄电池中消耗1mol H2SO4,理论上能产生标准状况下C2H41.87L(结果保留两位小数).
(6)反应一段时间后,停止通电并撤掉交换膜使溶液充分混合.此时和电解前相比,硫酸溶液的pH变小(选填“变大”、“变小”或“不变”).

分析 (1)依据反应热=反应物总键能-生成物总能键能计算解答;
(2)①由图可知,250℃时CO2的平衡转化率为50%,利用三段式求出平衡时的浓度,再根据平衡常数表达式计算;
②a.该反应正方向为放热反应,升高温度逆向移动;
b.温度越高,反应物活化分子百分数越大;
c.混合气体的质量不变,体积不变,所以混合气体的密度始终不变;
d.根据图象分析;
(3)根据影响化学平衡的因素分析;
(4)由图可知M极由二氧化碳生成乙烯,则该极得电子发生氧化反应,据此书写;
(5)根据电子转移数目相等计算;
(6)根据总反应2CO2+2H2O?C2H4+3O2可知,混合后硫酸溶液的溶剂减少,酸性增强,pH减小.

解答 解:(1)反应热=反应物总键能-生成物总能键能,根据2CO2(g)+6H2(g)?C2H4(g)+4H2O(g),则△H=(4×804+12×436-4×414-X-8×464)kJ•mol-1=-152kJ•mol-1,解得X=612KJ/mol;
故答案为:612;
(2)①由图可知,250℃时CO2的平衡转化率为50%,则
       2CO2(g)+6H2(g)?CH2=CH2(g)+4H2O(g)
c始:0.5            1.5             0                         0
c转:0.25          0.75           0.125                  0.5
c平:0.25          0.75           0.125                  0.5
则平衡常数K=$\frac{0.125×0.{5}^{4}}{0.2{5}^{2}×0.7{5}^{6}}$;
故答案为:$\frac{0.125×0.{5}^{4}}{0.2{5}^{2}×0.7{5}^{6}}$;
②a.该反应正方向为放热反应,升高温度逆向移动,N点的温度大于M点,所以M点反应向正方向进行的程度大,即平衡常数大小:M>N,故a正确;
b.温度越高,反应物活化分子百分数越大,N点的温度高,所以反应物活化分子百分数大小:M<N,故b错误;
c.混合气体的质量不变,体积不变,所以混合气体的密度始终不变,所以不能根据混合气体的密度来判断化学反应是否达到平衡状态,故c错误;
d.由图象可知,其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃时CO2的平衡转化率可能位于点M,故d错误;
故答案为:a;
(3)a.升高温度,有利于逆方向,平衡体系中C2H4百分含量降低,故a错误;
b.缩小体积,增大压强,反应速率加快,平衡正向移动,平衡体系中C2H4百分含量增加,故b正确;
c.增大H2的浓度,反应速率加快.平衡正向移动,有利于C2H4的生成,但是平衡体系中C2H4百分含量降低,故c错误;
d.将产物从反应体系中分离出来,反应速率减慢,故d错误;
故答案为:b;
(4)由图可知M极由二氧化碳生成乙烯,则该极得电子发生氧化反应,电极反应式为:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O;
故答案为:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O;
(5)已知铅蓄电池放电时发生的反应为:PbO2+Pb+2H2SO4═2PbSO4+2H2O.若铅蓄电池中消耗1mol H2SO4,则转移电子为1mol,根据2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O,生成的乙烯为$\frac{1}{12}$mol,标况下的体积为$\frac{1}{12}$mol×22.4L/moL=1.87L;
故答案为:1.87;
(6)由图可知M极由二氧化碳生成乙烯,电极反应式为:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O,N极为溶液中水参与放电生成氧气,电极反应式为:2H2O-4e-=4H++O2,则总反应2CO2+2H2O?C2H4+3O2,混合后硫酸溶液的溶剂减少,酸性增强,pH变小;
故答案为:变小.

点评 本题考查了反应热与键能的关系、化学平衡移动的影响因素、化学平衡计算、电解池与原电池原理等,注意三段式在化学平衡计算中的灵活应用是解题的关键,侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力、计算能力,题目难点中等.

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A.NH4ClB.H2O2C.NaClD.I2

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1.下列物质分子中,各原子不处于同一平面的是:①甲苯;②乙炔;③乙烯;④乙烷;⑤甲烷;⑥苯;⑦丙烯.(  )
A.②③⑦B.①④⑥C.②③⑥D.①④⑤⑦

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18.用NA表示阿伏加德罗常数,下列叙述不正确的是(  )
A.常温常压下,7.8 gNa2O2含有的Na+数为0.2NA
B.标准状况下,22.4 LCl2与水充分反应,转移的电子数为NA
C.标准状况下,NA个CO2与SO2的混合气体分子占有的体积约为22.4 L
D.50℃、1×105Pa下6g NO2与0℃、2×105 Pa下46 g N2O4均含有3NA个原子

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

5.为了验证SO2的性质,某同学利用输液管设计了如图1微型实验:
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是分液漏斗.
(2)装置l中的现象是褪色;装置3中证明SO2具有还原性.

(3)下列说法正确的是AC.
A.装置2中紫色石蕊试液变红的原因是SO2+H2O=H2SO3,H2SO3显酸性
B.实验结束后将输液管1加热溶液不变色
C.实验结束后,可由a导管向装置中加水,将气体赶出后再拆装置,防止残留的SO2有毒气体污染环境
D.在a导管处用向下排空气法收集SO2
(4)装置4中酸性高锰酸钾褪色,经测定反应后溶液中含有Mn2+和SO42-,请写出该反应的离子方程式2MnO4-+5SO2+2H2O=2Mn2++5SO42-+4H+
(5)该学生还利用上图部分仪器组装成的装置(如图2)证明S、C、Si非金属性强弱.可共选择的试剂有:硫酸、亚硫酸、硝酸、木炭、硅酸钠溶液.
①装置A中试剂X是硫酸;装置1中反应的化学方程式是CO2+H2O+Na2SiO3=H2SiO3↓+Na2CO3
②实验结论:因为酸性强弱是H2SO4>H2CO3>H2SiO3(填化学式),故非金属性是S>C>Si.

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15.Ⅰ.过氧化钡常温下缓慢分解,不溶于水,常用作氧化剂、漂白剂等.请回答下列问题:
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(2)BaCl2在氨水中与H2O2反应可得到BaO2沉淀,用一个离子反应方程式表示该原理为Ba2++H2O2+2NH3•H2O=BaO2+2NH4++2H2O.
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Ⅲ.已知:气体A能使品红溶液褪色,加热后品红溶液恢复至原色.取少量溶液B,滴加KSCN溶液,发现溶液变为血红色. 请推测并回答:
(4)用离子反应方程式解释溶液变为血红色的原因:Fe3++3SCN-=Fe(SCN)3
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(7)写出化合物甲的化学式FeAl2S4

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1.工业上利用硫黄生产硫酸的步骤及反应为:
①造气:S(s)+O2(g)$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$SO2(g);
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(1)根据图1写出S(s)与O2(g)反应生成SO3(g)的热化学方程式:S(g)+$\frac{3}{2}$O2(g)?SO3(g)△H=-395.7kJ•mol-1

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(3)某人设想以图2所示装置用电化学原理生产硫酸,写出通入SO2的电极的电极反应式:SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+
(4)有两只密闭容器A和B,A容器有一移动的活塞能使容器内保持恒压,B容器能保持恒容,起始向这两只容器中分别充入等量的体积比为2:1的SO2和O2的混合气体,并使A和B容积相等(如图3),400℃时发生如下反应:2SO2+O2?2SO3
填写下列空格.
①A容器中SO2的转化率比B容器大
②达到①所述平衡后,若向两容器通入等量的原反应气体,达到平衡时A容器中SO3的体积分数不变(增大、减小、不变),B容器中SO3的体积分数增大(增大、减小、不变)
(5)对于反应2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g),一定条件下达到平衡后,在保证O2浓度不变的情况下,增大容器的体积,试根据平衡常数,判断平衡不移动.(填“正向移动”、“逆向移动”或“不移动”)

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科目:高中化学 来源: 题型:解答题

18.氮的化合物丰富多彩.
Ⅰ.(1)已知:氮化钠(Na2N)在温度高于37℃时分解为Na和N;
①Na2N(s)$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ 3Na(s)+$\frac{1}{2}$N2(g)△H1=akJ/mol;
N2与Na反应生成的叠氮化钠(NaN3
②2Na(s)+3N2(g)=Na2N(s),△H2=bkJ/mol;
③N2(g)+3H2(g)=2NH3(g),△H3=ckJ/mol;
请写出叠氮化钠(NaN3)与H3在催化剂作用下生成氮化钠(Na3N)和NH3(g)的热化学方程式:3NaN3(s)+12H2(g)=Na3N(s)+8NH3(g)△H=(4c-$\frac{3}{2}$b-a)kJ/mol.
Ⅱ.亚硝酸钠(NaNO2)是一种白色或淡黄色的粉水状工业盐.请回答下列问题:
(2)NaNO2既有氧化性有还原性,在酸性溶液中能与KI反应成单质碘和一种能与人体血红蛋白结合的气体,该反应的离子方程式为4H++2NO2-+2I-=I2+2NO↑+2H2O,若生成的气体在标准状况下的体积为11.2L,则反应中转移电子的物质的量为0.5mol.
(3)实验测得 0.1mol•L-1的NaNO2溶液的 pH 约为9,其原因是NO2-+H2O?HNO2+OH-
(请用离子方程式表示),NaNO2溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(Na+)>c(NO2-)>c(OH-)>c(H+).
(4)AgNO2是一种微液溶于水,但能浓醋酸的白色固体,NaNO2也具有咸味,外观上和食盐无明显区别,鉴别食盐和NaNO2的实验操作是分别取少量的两种盐于试管中,分别滴加AgNO3溶液,然后再加入醋酸,若得到白色沉淀,则被检测的为食盐,若没有沉淀产生,则被检测的为NaNO2
(5)工业上可利用NO、NO的混合气体与NaOH溶液反应制备NaNO2,该反成的化学方程式为NO2+NO+2NaOH═2NaNO2+H2O.
(6)亚硝酸钠加热分解放出有刺激性气味的气体,该气体可能是C(填字母).
A.N2B.NH3C.NO2D.SO2

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科目:高中化学 来源: 题型:选择题

19.乙苯的二氯代物共有(  )
A.6种B.9种C.12种D.15种

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