全球气候变暖已经成为全世界人类面临的重大问题。
(1)地球上的能源主要源于太阳,绿色植物的光合作用可以大量吸收CO2以减缓温室效应,主要过程可以描述分为下列三步(用“C5”表示C5H10O4,用“C3”表示C3H6O3):
Ⅰ:H2O(l)=2H+(aq)+1/2O2(g)+2e- △H=+284kJ/mol
Ⅱ:CO2(g)+C5(s)+2H+(aq)=2C3+(s) △H=+396kJ/mol
Ⅲ:12C3+(s)+12e-=C6H12O6(葡萄糖、s)+6C5(s)+3O2(g) △H=-1200kJ/mol
写出绿色植物利用水和二氧化碳合成葡萄糖并放出氧气的热化学方程式
(2)工业上有一种方法有效地开发利用CO2,是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,进行如下实验,在体积为1 L的恒容密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)= mol/(L·min);
②氢气的转化率= ;
③求此温度下该反应的平衡常数K= ;
④下列措施中能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离出去 D.再充入1mol CO2和3mol H2
⑤当反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量H2,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2。则c1 c2的关系(填>、<、=)。
(3)减少温室气体排放的关键是节能减排,大力开发利用燃料电池就可以实现这一目标。如图所示甲烷燃料电池就是将电极表面镀一层细小的铂粉,铂吸附气体的能力强,性质稳定。将其插入KOH溶液,从而达到吸收CO2的目的。
①通入氧气一极的电极反应式为 ;
②随着电池不断放电,电解质溶液的pH (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③通常情况下,甲烷燃料电池的能量利用率 (填大于、小于或等于)甲烷燃烧的能量利用率。
(1)6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(葡萄糖、s)+6O2(g) △H=+2880kJ·mol-1
(2)①0.225;②75%;③5.33 (L2/mol2);④CD;⑤<;
(3)①O2+2H2O+4e-=4OH-;②减小;③大于
【解析】
试题分析:(1)由盖斯定律可知:6CO2(g)+6H2O(l)=C6H12O6(葡萄糖、s)+6O2(g) △H=6×(+396 kJ/mol)+6×(+284 kJ/mol)+(-1200 kJ/mol)=+2880kJ·mol-1;(2)由图象可知有反应开始到平衡平均反应速率v(CO2)=0.75mol/L÷10min=0.075mol·L-1·min-1,故①v(H2)=3 v(CO2)= 0.225 mol·L-1·min-1;②氢气的转化率=3×0.75mol÷3mol×100%=75%,③求此温度下该反应的平衡常数K==5.33(L2/mol2);④1L恒容容器中CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ/mol反应,升高温度平衡逆向移动,n(CH3OH)/n(CO2)减小;充入He(g),使体系压强增大平衡不移动,故n(CH3OH)/n(CO2)不变;将H2O(g)从体系中分离出去,则平衡向正向移动,故n(CH3OH)/n(CO2)增大;再充入1mol CO2和3mol H2相当于两个等效的平衡体系合,合并瞬间n(CH3OH)/n(CO2)不变,平衡正向移动则n(CH3OH)/n(CO2)增大;故选CD。⑤当反应达到平衡时,H2的物质的量浓度为c1,然后向容器中再加入一定量H2,待反应再一次达到平衡后,H2的物质的量浓度为c2,根据勒夏特列原理可知c1<c2。(3)由图象可知,该电池为甲烷燃料电池,通甲烷的一方为负极:CH4-8e—+10OH—= CO32—+7H2O,通氧气的一方为正极:2O2+4H2O+8e-=8OH-,随着电池不断放电,电解质溶液的pH减小,通常情况下,甲烷燃烧会有一部分能量以光能形式释放,则甲烷燃料电池的能量利用率大于甲烷燃烧的能量利用率。
考点:化学反应能量、化学平衡、电化学等反应原理考查。
科目:高中化学 来源:2014-2015学年内蒙古巴彦淖尔市高二上学期期中化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列有关反应限度的叙述正确的是
A.大多数化学反应在一定条件下都有一定的限度
B.依据焓判据:NH4HCO3受热分解可自发进行
C.使用催化剂,可降低反应的活化能,加快反应速率,改变反应限度
D.FeCl3与KSCN反应达到平衡时,向其中滴加KCl溶液,则溶液颜色变深
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014-2015辽宁省大连市高一上学期期末化学试卷(解析版) 题型:填空题
(4分)在100 mL MgCl2和AlCl3的混和溶液中,逐滴加入1 mol/L NaOH溶液直至过量,经测定,加入NaOH的物质的量和所得沉淀的物质的量的关系如下图所示,
则:
(1)图中C点表示加入 mLNaOH,AB段发生的离子反应方程式 。
(2)c(MgCl2)= mol·L—1
(3)图中线段OA︰AB= 。
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014-2015辽宁省大连市高一上学期期末化学试卷(解析版) 题型:选择题
已知X、Y、Z、W(含同一元素)有如下所示转化关系,且X能与W发生反应生成一种易溶于水的盐,则X可能是
A、N2 B、NO2 C、NH3 D、NO
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014-2015辽宁省大连市高一上学期期末化学试卷(解析版) 题型:选择题
已知下述三个实验均能发生化学反应,下列判断正确的是:
①将铁钉放入硫酸铜溶液中
②向硫酸亚铁溶液中滴入几滴双氧水
③将铜丝放入氯化铁溶液中
A.实验①中铁钉做氧化剂 B.实验②中Fe2+具有还原性
C.实验③中发生的是置换反应 D.上述实验证明氧化性Fe3+>Fe2+>Cu2+
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014-2015辽宁省大连市高二上学期期末化学试卷(解析版) 题型:选择题
铅蓄电池的工作原理:Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O;下列判断不正确的是
A.K 闭合时,d电极反应式:PbSO4+2H2O-2e-=PbO2+4H++SO42-
B.当电路中转移0.2mol电子时,I中消耗的H2SO4为0.2 mol
C.K闭合时,II中SO42-向c电极迁移
D.K闭合一段时间后,II可单独作为电源,d电极为正极
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014-2015辽宁省大连市高二上学期期末化学试卷(解析版) 题型:选择题
用铜片、银片、Cu (NO3)2溶液、AgNO3溶液、导线和盐桥(装有琼脂-KNO3的U型管)构成一个原电池。以下有关该原电池的叙述正确的是
①在外电路中,电流由铜电极流向银电极
②正极反应为:Ag++e-=Ag
③实验过程中取出盐桥,原电池仍继续工作
④将铜片浸入AgNO3溶液中发生的化学反应与该原电池反应相同
A.①② B.②③ C.②④ D.③④
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014-2015湖南省等三校高一12月联考化学试卷(解析版) 题型:选择题
印刷铜制线路板的“腐蚀液”为FeCl3溶液。已知铜、铁均能与FeCl3溶液反应,反应方程式分别为:Cu+2FeCl3 = 2FeCl2+CuCl2,Fe+2FeCl3 = 3FeCl2。现将一铜、铁混合粉末加入到盛有FeCl3溶液的烧杯中,充分反应后烧杯中仍有少量固体,关于烧杯中物质组成的说法正确的是
A.溶液中一定含FeCl3,固体一定是铁和铜
B.溶液中一定含FeCl2,固体一定含铜
C.溶液中一定含FeCl2、CuCl2,固体一定含铜
D.溶液中一定含FeCl2,固体一定是铁和铜
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源:2014-2015湖南省高一上学期期中考试化学试卷(解析版) 题型:选择题
萃取碘水中的碘,可用的萃取剂是 ①苯 ②淀粉 ③酒精
A.只有① B.①和② C.①和③ D.①②③
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