【题目】综合利用CO2、CO对构建低碳社会有重要意义。
(1)利用H2 和CO在一定条件下发生如下反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)(放热反应)。对此反应进行如下研究:在恒温,体积为2L的密闭容器中分别充入1.2mol CO和1mol H2,10min后达到平衡,测得含有0.4mol CH3OH(g)。
①10min后达到平衡时CO的浓度为 ;
②10min内用H2表示的平均反应速率为 ;
③若要加快CH3OH的生成速率,可采取的措施有 (填一种合理的措施)
(2)利用H2 和CO2在一定条件下可以合成乙烯:6H2+2CO2 CH2=CH2+4H2O
①已知:4.4gCO2与H2完全转化为CH2=CH2和水(气态)共放出6.39kJ的热量,写出该反应的热化学方程式 。
②不同温度对CO2的转化率及催化剂的催化效率的影响如图甲所示。
下列有关说法不正确的是 (填序号)。
A.不同条件下反应,N点的速率最大
B.温度在约250℃时,催化剂的催化效率最高
C.相同条件下,乙烯的产量M点比N高
③若在密闭容器中充入体积比为 3∶1的 H2和CO2,则图甲中M点时,产物CH2=CH2的体积分数为 。(保留两位有效数字)
(3)利用一种钾盐水溶液作电解质,CO2电催化还原为乙烯,如图乙所示。在阴极上产生乙烯的电极反应方程式为 。
【答案】(1)①0.4mol/L(2)②0.04mol/(L.min)
③增大压强(升高温度、使用催化剂等合理均可)
(2)①6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H=-127.8 kJ/mol
②a ③7.7% 或0.077
(3)2CO2+12H++12e﹣=CH2=CH2+4H2O
【解析】
试题分析:(1)CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)
起始物质的量(mol)1.2 1 0
变化物质的量(mol)0.4 0.8 0.4
起始物质的量(mol)0.8 0.2 0.4
①10min后达到平衡时CO的浓度为=0.4mol/L;
②10min内用H2表示的平均反应速率为=0.04mol/(L.min);
③增大反应速率的常见因素有升高温度,增大压强,使用催化剂等,则若要加快CH3OH的生成速率,可采取的措施有增大压强、升高温度、使用催化剂等。
(2)①已知:4.4gCO2的物质的量为0.1mol,则2molCO2与H2完全转化为CH2=CH2和水(气态)共放出6.39kJ×20=127.8kJ的热量,该反应的热化学方程式为6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g)△H=-127.8 kJ/mol;
②A.温度越高,速率越快,使用催化剂也可以提高反应速率,但N点的速率不是最大,故a错误;B.由图表可知,温度在约250℃时,M点为催化剂的催化效率最高点,故b正确;C.相同条件下,M点反应物的转化率高于N点,则乙烯的产量M点比N高,故c正确;答案为a;
③设在密闭容器中充入3moH2和1molCO2,平衡时CO2的转化率为为50%,则变化的CO2为0.5mol,变化的H2为1.5mol,产物CH2=CH2的量为0.25mol,H2O的物质的量为1mol,则乙烯的体积分数为×100%=7.7% 或0.077;
(3)阴极上发生还原反应,产生乙烯的电极反应方程式为2CO2+12H++12e﹣=CH2=CH2+4H2O。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某学生对Na2SO3与AgNO3在不同pH下的反应进行探究。
(1)测得Na2SO3溶液pH=11,AgNO3溶液pH=5,二者水解的离子分别是 。
(2)调节pH,实验记录如下:
实验 | pH | 现象 |
A | 10 | 产生白色沉淀,稍后溶解,溶液澄清 |
B | 6 | 产生白色沉淀,一段时间后,沉淀未溶解 |
C | 2 | 产生大量白色沉淀,一段时间后,产生海绵状棕黑色物质X |
查阅资料得知:
Ⅰ.Ag2SO3:白色,难溶于水,溶于过量Na2SO3的溶液
Ⅱ.Ag2O:棕黑色,不溶于水,能和酸反应
①推测a中白色沉淀为Ag2SO3,离子方程式是 。
②推测a中白色沉淀为Ag2SO4,推测的依据是 。
(3)取b、c中白色沉淀,置于Na2SO3溶液中,沉淀溶解。该同学设计实验确认了白色沉淀不是Ag2SO4,实验方法是:另取Ag2SO4固体置于 溶液中,未溶解。
(4)将c中X滤出、洗净,为确认其组成,实验如下:
Ⅰ.向X中滴加稀盐酸,无明显变化
Ⅱ.向X中加入过量浓HNO3,产生红棕色气体
Ⅲ.用Ba(NO3)2溶液、BaCl2溶液检验Ⅱ中反应后的溶液,前者无变化,后者产生白色沉淀
①实验Ⅰ的目的是 。
②根据实验现象,分析X的性质和元素组成是 。
③Ⅱ中反应的化学方程式是 。
(5)该同学综合以上实验,分析产生X的原因,认为随着酸性的增强,还原性增强。通过进一步实验确认了这种可能性,实验如图所示:
①气体Y是 。
②白色沉淀转化为X的化学方程式是 。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】电化学原理在防止金属腐蚀、能量转换、物质合成等方面应用广泛。
(1)图1中,为了减缓海水对钢闸门A的腐蚀,材料B可以选择 (填字母序号)。
a.碳棒 b.锌板 c.铜板
该电化学保护方法的名称是 。
(2)图2中,钢闸门C为 极,用氯化钠溶液模拟海水进行实验,D为石墨块,总反应的离子方程式为 。
(3)有关上述实验,下列说法正确的是 。
A.溶液中Na+向D极移动
B.从D极处逸出的气体能使湿润的KI淀粉试纸变蓝
C.反应一段时间后加适量盐酸可恢复到电解前电解质的浓度
(4)模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法,可用如图装置电解硫酸钾溶液来制取H2、O2、H2SO4和KOH。
①该电解槽的阳极反应方程式为 。 此时通过阴离子交换膜的离子数 (填“大于”“小于”或“等于”)通过阳离子交换膜的离子数。
②制得的氢氧化钾溶液从出口(填“A”、“B”、“C”或 “D”) 导出。
③若采用CH4燃料电池(石墨为电极,KOH为电解质溶液)为电源,则该电池的负极电极方程式为 ,若B极产生标准状况下22.4 L气体,则理论上需要通入 mol CH4。
④电解过程中阴极区碱性明显增强,用平衡移动原理解释原因 。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】铬是用途广泛的金属元素,但在生产过程中易产生有害的含铬工业废水。
(1)还原沉淀法是处理含Cr2O72-和CrO42-工业废水的一种常用方法,其工艺流程为:
其中第Ⅰ步存在平衡:2Cr2O42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O
①若平衡体系的pH=0,该溶液显__________色。
②根据 2Cr2O42-(黄色)+2H+Cr2O72-(橙色)+H2O设计如图装置(均为惰性电极)电解Na2CrO4溶液制取Na2Cr2O7。Na2Cr2O7中铬元素的化合价为_________,图中右侧电极连接电源的_________极,其电极反应式为_________________。
③第Ⅱ步反应的离子方程式:_________________________。
(2)CrO3具有强氧化性,遇到有机物(如酒精)时,猛烈反应以至着火。若该过程中乙醇被氧化成乙酸,CrO3被还原成绿色的Cr2(SO4)3。完成该反应的化学方程式:
(3)CrO3的热稳定性较差,加热时逐步分解,其固体残留率随温度的变化如图所示。B点时剩余固体的成分是____________(填化学式)。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】以橄榄石(主要成分是Mg9FeSi5O20)等为原料生产硅胶、碱式碳酸镁[Mg2(OH)2CO3]的部分工艺流程如下图所示:
(1)Mg9FeSi5O20中铁元素的化合价为 ,为提高镁的浸出率,可采用的两种主要措施是 渣料II的成分是 。
(2)若试剂b是氯碱工业中的某种气体产物,写出加入b后反应的离子方程式 。试剂c的用途是调节溶液的pH,比较恰当的物质是 (写化学式,后同),余液中溶质的主要成分是 。
(3)操作I的名称是 ,写出生成碱式碳酸镁(同时有气体生成)的离子方程式 。
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】氯化铁是常见的水处理剂,利用废铁屑可制备无水氯化铁。实验室制备装置和工业制备流程图如下:
已知:(1)无水FeCl3熔点为555 K、沸点为588 K。
(2)废铁屑中的杂质不与盐酸反应
(3)不同温度下六水合氯化铁在水中的溶解度如下:
温度/℃ | 0 | 20 | 80 | 100 |
溶解度(g/100 g H2O) | 74.4 | 91.8 | 525.8 | 535.7 |
实验室制备操作步骤如下:
Ⅰ.打开弹簧夹K1,关闭活塞K2,并打开活塞a,缓慢滴加盐酸。
Ⅱ.当 时,关闭弹簧夹K1,打开弹簧夹K2,当A中溶液完全进入烧杯后关闭活塞a。
Ⅲ.将烧杯中溶液经过一系列操作后得到FeCl3·6H2O晶体。请回答:
(1)烧杯中足量的H2O2溶液的作用是 。
(2)为了测定废铁屑中铁的质量分数,操作Ⅱ中“……”的内容是 。
(3)从FeCl3溶液制得FeCl36H2O晶体的操作步骤是:加入 后、 、过滤、洗涤、干燥.
(4)试写出吸收塔中反应的离子方程式: 。
(5)捕集器温度超过673 K时,存在相对分子质量为325的铁的氯化物,该物质的分子式为 。
(6)FeCl3的质量分数通常可用碘量法测定:称取m g无水氯化铁样品,溶于稀盐酸,配制成100mL溶液;取出10.00mL,加入稍过量的KI溶液,充分反应后,滴入几滴淀粉溶液,并用c molL-1Na2S2O3溶液滴定,消耗VmL(已知:I2+2S2O32-═2I-+S4O62-)。样品中氯化铁的质量分数 ;
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】化学反应中伴随着能量变化。
(1)下列反应中,属于吸热反应的是 (填序号)。
A.燃烧CO
B.Ba(OH)2·8H2O晶体和NH4Cl晶体反应
C.铝和稀盐酸反应
D.NaOH溶液和稀盐酸反应
(2)按下图所示装置进行实验。
【实验现象】反应剧烈,火星四射,漏斗下方有红热熔融物流出。由此判断该反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,其反应的化学方程式是 ,其能量变化可用下图中的 (填“a”或“b”)表示。
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