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为减小CO2对环境的影响,在限制其排放量的同时,应加强对CO2创新利用的研究。
(1)①把含有较高浓度CO2的空气通入饱和K2CO3溶液。②在①的吸收液中通高温水蒸气得到高浓度的CO2气体。写出②中反应的化学方程式__________________________
(2)如将CO2与H2以1:3的体积比混合。
①适当条件下合成某烃和水,该烃是      (填序号)。

A.烷烃 B.烯烃 C.炔烃 D.苯的同系物
②适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中,充入 2 mol CO2和6 mol H2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0 kJ/mol。测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

从反应开始到平衡,v(H2)=     ;氢气的转化率=      ;能使平衡体系中n(CH3OH)增大的措施有__________________________________________________
(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:
CH4 (g) +2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)  △H1="―890.3" kJ/mol
H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(l)   △H2=-285.8 kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是____________________
(4)某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量,经查得一些物质在20℃的数据如下表。
溶解度(S)/g
溶度积(Ksp
Ca(OH)2
Ba(OH)2
CaCO3
BaCO3
0.16
3.89
2.9×10-9
2.6×10-9
 
(说明:Ksp越小,表示该物质在水溶液中越易沉淀)
吸收CO2最合适的试剂是         (填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”)溶液,实验时除需要测定工业废气的体积(折算成标准状况)外,还需要测定                       

(16分)
(1)② 2KHCO3  K2CO3+H2O+CO2↑ (2分)
(2)① B(2分)
② v(H2)="0.225" mol/(L·min)    75%   降低温度(或加压或增大H2的量等)(各2分)
(3)CO2(g) + 4H2(g)=CH4 (g) + 2H2O(l)  △H="—252.9" kJ/mol (2分)
(4)Ba(OH)2   BaCO3的质量 (4分,各2分)

解析试题分析:(1)依题意,饱和碳酸钾溶液吸收二氧化碳可用于制取碳酸氢钾,碳酸氢钾不稳定,受热易分解,生成碳酸钾、二氧化碳气体和水,即反应①②分别是K2CO3+H2O+CO2=2KHCO3、2KHCO3  K2CO3+H2O+CO2↑;(2)①依题意,设烃分子式为CxHy,根据系数之比等于物质的量之比和质量守恒定律,则CO2+3H2→CxHy+2H2O,根据碳、氢、氧原子个数守恒,则x=1、y=2,则生成的烃中碳、氢原子个数之比为1∶2,只有烯烃(CnH2n)符合题意,故B正确;②读图,达到平衡的时间为10min,由于氢气的起始浓度、平衡浓度未知,不能直接求氢气表示的平均反应速率,但是图中二氧化碳的起始浓度、平衡浓度已知,能直接求二氧化碳表示的平均反应速率,二氧化碳的起始浓度、平衡浓度分别为1.00mol·L-1、0.25mol·L-1,则10min内二氧化碳的平均反应速率===7.5×10-2mol/(L?min);由于CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)中各物质表示的平均反应速率之比等于系数之比,则v(H2)/v(CO2)=3/1,所以v(H2)= 3×7.5×10-2mol/(L?min)= 0.225mol/(L?min);依题意,可以推断反应体系各组分的(起始、变化、平衡)浓度,则:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
起始浓度/ mol·L-1   1.00    3.00        0       0
变化浓度/ mol·L-1   0.75    2.25       0.75     0.75
平衡浓度/ mol·L-1   0.25    0.75       0.75     0.75
氢气的平衡转化率=×100%=×100%=75%
由于正反应是气体体积减小的放热反应,根据化学平衡移动原理,增大二氧化碳或氢气的浓度、减小水蒸气的浓度、缩小容器容积增大压强、降低温度,都能使平衡右移,增大平衡体系中甲醇的物质的量;(2)先将已知反应编号为①②,②×2—①可得未知的热化学方程式,根据盖斯定律可以求得焓变,即:CO2(g) + 4H2(g)=CH4 (g) + 2H2O(l)  △H="—252.9" kJ/mol;(4)依题意,20℃时氢氧化钙的溶解度小于氢氧化钡,则0.16g氢氧化钙溶于100g水形成饱和氢氧化钙溶液,由于c=n/V=m/(M?V),稀溶液的体积约等于水的体积,则饱和氢氧化钙溶液的物质的量浓度约为=0.022mol/L,同理可得,饱和氢氧化钡溶液的物质的量浓度约为=0.23mol/L,则氢氧化钙饱和溶液的浓度小于饱和氢氧化钡溶液,前者吸收二氧化碳的能力小于后者;Ksp(CaCO3)>Ksp(BaCO3),则在溶液中BaCO3比CaCO3容易沉淀完全,所以应选择氢氧化钡溶液吸收二氧化碳气体;过量的氢氧化钡吸收一定体积的工业废气时,发生反应为:Ba(OH)2+CO2=BaCO3↓+H2O,根据各物质的物质的量之比等于系数之比,通过测量BaCO3沉淀的质量,可以计算出二氧化碳的体积,二氧化碳的体积除以废气的总体积,就能计算废气中二氧化碳的体积分数。
考点:考查化学反应原理,涉及碳酸氢盐受热分解的化学方程式、质量守恒定律、烃的分子通式、反应物和生成物的浓度—时间图像、平均反应速率的计算、反应物平衡转化率的计算、外界条件对平衡移动的影响、盖斯定律、热化学方程式、溶解度、物质的量浓度、溶度积、物质的量在化学方程式计算中的应用、质量、摩尔质量、气体摩尔体积、体积、体积分数等。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

1)一种新型锂电池是将化学式为Li4Ti5O12的物质作为电池的正极材料,在放电的过程中变为化学式为Li4Ti5O12的物质。
①Li4Ti5O12中Ti元素的化合价为        ,锂电池的突出优点是        
②该锂电池是一种二次电池,放电时的负极反应式为            ,充电时的阳极反应式为        
(2)用氧化还原滴定法测定制备得到的TiO2试样中的TiO2的质量分数:在一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作为指示剂,用NH4Fe(SO42标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+
①TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化学方程式为           
②滴定终点的现象是           
③滴定分析时,称取TiO2试样0.2g,消耗0.1mol·L-1 NH4Fe(SO42栎准溶液20ml.则TiO2的质量分数为____           
④若在滴定终点,读取滴定管刻度时,俯视标准溶液的液面,使其测定结果        (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)o
(3)已知:

则TiCl4(I)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)的△H=       KJ·mol-1

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科目:高中化学 来源: 题型:问答题

氮氧化合物是大气污染的重要因素。
(1)汽车排放的尾气中含NO,生成NO的反应的化学方程式为     
(2)采取还原法,用炭粉可将氮氧化物还原。
已知: N2(g)+O2(g)=2NO(g)        ΔH=+180.6 kJ·mol1
C(s)+O2(g)=CO2(g)         ΔH=-393.5 kJ·mol1
则反应 C(s)+2NO(g)=CO2(g)+N2(g)  ΔH=________kJ·mol1
(3)将NO2变成无害的N2要找到适合的物质G与适当的反应条件,G应为  填写“氧化剂”或“还原剂”)。下式中X必须为无污染的物质,系数n可以为0。
NO2 + G  N2 + H2O + nX(未配平的反应式)。
下列化合物中,满足上述反应式中的G是   填写字母)。
a.NH3         b.CO2         c.SO2         d.CH3CH2OH
(4)治理水中硝酸盐污染的方法是:
①催化反硝化法中,用H2将NO3-还原为N2,一段时间后,溶液的碱性明显增强。则反应的离子方程式为:     
②在酸性条件下,电化学降解NO3-的原理如下图,电源正极为:  选填“A”或“B”),阴极反应式为:      

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

化学反应原理在工业生产中具有十分重要的意义。
(1)合成氨用的氢气有多种制取方法:请你写出用C制备水煤气的化学反应方程式    。还可以由天然气或重油制取氢气:CH4+H2O(g) 高温催化剂CO+3H2;比较以上两种方法转移6mol电子时,C和CH4的质量之比是        
(2)工业生产可以用NH3(g)与CO2(g)经过两步反应生成尿素,两步反应的能量变化示意图如下:

则NH3(g)与CO2(g)反应生成尿素的热化学方程式为                  
(3)已知反应Fe(s)+CO2(g)=FeO(s)+CO(g) △H=akJ/mol。测得在不同温度下,该反应的平衡常数K随温度的变化如下:

①该反应的化学平衡常数表达式K=     ,a    0(填“>”、“<”或“:”)。在500℃2L密闭容器中进行反应,Fe和CO2的起始量均为4 mol,则5min后达到平街时CO2的转化率为   ,生成CO的平均速率v(CO)为    
②700℃反应达到平衡后,要使该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有   (填字母)。

A.缩小反应器容积B.增加Fe的物质的量
C.升高温度到900℃D.使用合适的催化剂

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

研究碳及其化合物的综合利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是 _____;
②由MgO可制成“镁——次氯酸盐”电池,其装置示意图如图1,该电池正极的电极反应式为_________;

(2)二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向,将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g) △H=QkJ/mol
①该反应的平衡常数表达式为K=_______。
②取五份等体积CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中发生上述反应,反应相同时间后测得甲醇的体积分数( CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图2所示,则上述反应的Q_____0(填“>”“<”或“=”);
③在其中两个容器中,测得CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示,曲线I、II对应的平衡常数大小关系为K1_________K11(填“>”“<”或“=”)。
(3)用H2或CO催化还原NO可以达到消除污染的目的。
已知:2NO(g)=N2(g)+O2(g) △H=-180.5kJ/mol
2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) △H=+571.6kJ/mol
则H2(g)与NO(g)反应生成N2(g)和H2O(l)的热化学方程式是________。

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

)含硫化合物在工业生产中有广泛的用途。
(1)SO2可用于工业生产SO3
①在一定条件下,每生成8g SO3气体,放热9.83kJ。该反应的热化学方程式为__________________
②在500℃,催化剂存在的条件下,向容积为1L的甲、乙两个密闭容器中均充入2 mol SO2和1 mol O2。甲保持压强不变,乙保持容积不变,充分反应后均达到平衡。
I.平衡时,两容器中SO3体积分数的关系为:甲_______乙(填“>”、“<”或“ =”)。
II.若乙在t1 min时达到平衡,此时测得容器乙中SO2的转化率为90%,则该反应的平衡常数为_______;保持温度不变,t2 min时再向该容器中充入1 mol SO2和1 mol SO3,t3 min时达到新平衡。请在下图中画出t2~t4min内正逆反应速率的变化曲线(曲线上必须标明V、 V

(2)硫酸镁晶体(MgSO4·7H2O )在制革、医药等领域均有广泛用途。4.92g硫酸镁晶体受热脱水过程的热重曲线(固体质量随温度变化的曲线)如右图所示。

①固体M的化学式为__________。
②硫酸镁晶体受热失去结晶水的过程分为_________个阶段。
③N转化成P时,同时生成另一种氧化物,该反应的化学方程式为_________。

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科目:高中化学 来源: 题型:计算题

金属铁用途广泛,高炉炼铁的总反应为:Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g),请回答下列问题:
(1)一定温度下,在体积固定的密闭容器中发生上述反应,可以判断该反应已经达到平衡的是     

A.密闭容器中总压强不变
B.密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变
D.c(CO)= c(CO2
E.Fe2O3的质量不再变化
(2)一定温度下,上述反应的化学平衡常数为3.0,该温度下将4molCO、2molFe2O3、6molCO2、5molFe加入容积为2L的密闭容器中,此时反应将向      反应方向进行(填“正”或“逆”或“处于平衡状态”);反应达平衡后,若升高温度,CO与CO2的体积比增大,则正反应为      反应(填“吸热”或“放热”) 。
(3)已知:3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) △H="–47" kJ/mol
Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g)   △H=" +19" kJ/mol
FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)      △H="–11" kJ/mol
则Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)的△H=            
(4)上述总反应在高炉中大致分为三个阶段,各阶段主要成分与温度的关系如下表:
温度
 250℃ ~  600℃ ~  1000℃ ~  2000℃
主要成分
      Fe2O3        Fe3O4          FeO            Fe
 
800℃时固体物质的主要成分为         ,该温度下若测得固体混合物中m(Fe)︰m(O)=105︰32,则Fe3O4被CO还原为FeO的百分率为            (设其它固体杂质中不含Fe、O元素)。

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科目:高中化学 来源: 题型:实验题

(10分)实验室利用如图装置进行中和热的测定。

回答下列问题:①如图装置中,为了酸碱能更充分地反应,应该增加一个               (填玻璃仪器名称);大烧杯上没有盖上硬纸板,测得的中和热数值将会       (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)。
②在操作正确的前提下提高中和热测定的准确性的关键是     ( 填代号)
A.进行实验时的气温      B.装置的保温隔热效果        C.实验所用酸碱溶液的体积
③如果用0.5 mol/L的盐酸和氢氧化钠固体进行实验,则实验中所测出的“中和热”的数值将     (填“偏大”、“偏小”、“不变”);原因是                                                      。 

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科目:高中化学 来源: 题型:单选题

在反应2SO2+O22SO3中,有a mol SO2和b mol O2参加反应,达到化学平衡状态时有c mol SO3生成,则SO2在平衡混合物中的体积分数为

A.×100% B.×100%
C.×100% D.%

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