【题目】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) ΔH= -152kJ/mol
(1)如图所示为在体积为2L的恒容容器中,投料为1mol 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=_______(列出计算式即可)。
②下列说法正确的是_____。
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
(2)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 ________。
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:以稀硫酸为电解质溶液,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。
(1)M极上的电极反应式为________________________;
(2)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1molH2SO4,理论上能产生标准状况下C2H4____________L(结果保留两位小数)。
(3)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____________(选填“变大”、“变小”或“不变” )。
【答案】 a b 2CO2+12e- +12H+ = C2H4 + 4H2O 1.87 变小
【解析】途径一:
(1)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:0.51.50 0
c转:0.250.750.125 0.5
c平:0.250.750.125 0.5
则平衡常数K=;故答案为:
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,a项正确;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,b项错误;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,项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,d项错误;故答案为:a;
(2)a.升高温度,有利于逆方向,平衡体系中C2H4百分含量降低,a项错误;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,b项正确;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,c项错误;d.将产物从反应体系中分离出来,反应速率减慢,d项错误;故答案为:b;
途径二:
(1)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;
(2)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1molH2SO4,则转移电子为1mol,根据2CO2+12H++12e=CH2=CH2+4H2O,生成的乙烯为mol,标况下的体积为mol×22.4L/moL=1.87L;故答案为:1.87;
(3)M极由二氧化碳生成乙烯,电极反应式为:2CO2+12H++12e=CH2=CH2+4H2O,N极溶液中水参与放电生成氧气,电极反应式为:2H2O4e=4H++O2↑,则总反应:2CO2+2H2O=C2H4+3O2,混合后硫酸溶液中水的量减少,酸性增强,pH变小;故答案为:变小。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列各组离子因发生氧化还原反应而不能大量共存的是
A. H+、Fe2+、Cr2O72-、SO42-
B. Ca2+、H+、SO42-、HCO3-
C. Na+、Cu2+、Cl-、S2-
D. Fe3+、K+、SCN-、Cl-
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】某有机物的结构简式为 .下列关于该有机物的叙述正确的是( )
A.该有机物属于芳香烃
B.该有机物苯环上一氯代物有6种
C.该有机物可发生取代、加成、加聚、消去反应
D.1 mol该有机物在适当条件下,最多可与3 mol Br2、5 mol H2反应
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列实验现象描述正确的是( )
选项 | 实 验 | 现 象 |
A | 向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2气体 | 无明显现象 |
B | 在酒精灯上加热铝箔 | 铝箔熔化,失去光泽,熔化的铝箔滴落下来 |
C | 向久置于空气中的FeSO4溶液中滴加NaOH溶液 | 立刻产生大量白色沉淀 |
D | 加热放在坩埚中的小块钠 | 钠先熔化成光亮的小球,燃烧时火焰为黄色,燃烧后生成淡黄色固体 |
A. A B. B C. C D. D
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】近年来“雾霾”污染日益严重,原因之一是机动车尾气中含有NO、NO2、CO等气体,减少氮的氧化物在大气中的排放是环境保护的重要内容之一.
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJmol﹣l
C(s)+O2(g)=CO2(g) △H=﹣393.5kJmol﹣l
2C(s)+O 2(g)=2CO(g) △H=﹣221kJmol﹣l
若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式__________________________________________________________。
(2)N2O5在一定条件下可发生分解:2N2O5(g)4NO2(g)+O2(g)。若在恒容绝热的密闭容器中充入一定量 N2O5进行该反应,下列选项能判断该反应达到平衡状态的是_______。
A.v 正(N2O5)=2v 逆(NO2) B.容器内NO2浓度是O2浓度的4倍
C.平衡常数K不再随时间而变化 D.混合气体的密度保持不变
E.混合气体的压强不随时间而变化
(3)工业上也可以利用I2O5消除CO的污染。已知:5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s),不同温度下,向装有足量I2O5固体的4L恒容密闭容器中通入2mol CO,测得CO2的体积分数随时间变化的曲线如下图。回答下列问题:
①下列说法正确的是______________
A.d点时,增大体系压强,CO的转化率变大
B.T2时,0~2.0min内的反应速率v(CO)=0.6molL﹣lmin﹣l
C.b点时,向平衡体系中再加入I2O5(s),平衡向正反应方向移动
D.c点时体系中混合气体的压强在T2温度下更大
②5CO(g)+I2O5(s)5CO2(g)+I2(s)△H=_________0(填“>”、“=“、“<“),判断理由是______________________________________________。
(4)N2O4与 NO2之间存在反应:N2O4(g)2NO2(g)△H=QkJmol﹣l.将一定量的 N2O4放入恒容密闭容器中,测得其平衡转化率[α(N2O4)]随温度变化如下图所示.如图 中 a 点对应温度下,已知 N2O4的起始压强 p0为 200kPa,该温度下反应的平衡常数的计算表达式Kp=______________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】将8.34 g FeSO4·7H2O样品隔绝空气加热脱水,其热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)见图。下列说法正确的是( )
A. FeSO4·7H2O晶体中有4种不同结合力的水分子
B. 在100 ℃时,M的化学式为FeSO4·6H2O
C. 在200 ℃时,N的化学式为FeSO4·3H2O
D. 380 ℃的P加热至650 ℃的化学方程式为2FeSO4Fe2O3+SO2↑+SO3↑
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】下列说法正确的是
A.“冰水混合物”是一种分散系B.水溶液中能电离出H+的化合物一定是酸
C.盐中一定含有金属元素D.在氧化还原反应中,金属单质作为反应物只能做还原剂
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com