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研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义.

(1)CO可用于炼铁,已知:Fe2O3(s)+3C(s)═2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ?mol-1,C(s)+CO2(g)═2CO(g)△H2=+172.5kJ?mol-1则CO还原Fe2O3(s)的热化学方程式为
 

(2)分离高炉煤气得到的CO与空气可设计成燃料电池(以KOH溶液为电解液).写出该电池的负极反应式:
 

(3)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
测得CH3OH的物质的量随时间的变化见图1.
①曲线I、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K
 
K(填“>”或“=”或“<”).
②一定温度下,在容积相同且固定的两个密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡.
容  器
反应物投入量1mol CO2、3mol H2a mol CO2、b mol H2
c mol CH3OH(g)、c mol H2O(g)
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,要使平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,则c的取值范围为
 

(4)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2.紫外光照射时,在不同催化剂(I、Ⅱ、Ⅲ)作用下,CH4产量随光照时间的变化见图2.在0~15小时内,CH4的平均生成速率I、Ⅱ和Ⅲ从大到小的顺序为
 
(填序号).
(5)以TiO2/Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸.在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率的关系见图3.
①乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是
 

②Cu2Al2O4可溶于稀硝酸,写出有关的离子方程式:
 
考点:热化学方程式,离子方程式的书写,化学电源新型电池,化学平衡常数的含义,等效平衡
专题:基本概念与基本理论
分析:(1)根据盖斯定律,由已知热化学方乘以适当的系数进行加减构造目标热化学方程式,反应热也乘以相应的系数并进行相应的加减,据此计算;
(2)CO燃料电池中,负极上是CO发生失电子的氧化反应,正极上是氧气发生得电子的还原反应,又因为电解质是KOH溶液,不会在电极上放出二氧化碳.
(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少,根据K=
c(CH3OH).c(H2O)
c(CO).c3(H2)
判断;
②根据平衡三部曲求出甲中平衡时各气体的物质的量,然后根据平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行来判断范围.
(4)相同时间甲烷的物质的量的变化量越大,表明平均速率越大,相同时间甲烷的物质的量的变化量越小,平均反应速率越小.由图2可知反应开始后的15小时内,在第Ⅱ种催化剂的作用下,收集的CH4最多,Ⅲ次之,Ⅰ最少.
(5)①根据温度对催化剂活性的影响可知在300℃时失去活性,故得出乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围;
②先将Cu2Al2O4拆成氧化物的形式:Cu2O?Al2O3,再根据氧化物与酸反应生成离子方程式,需要注意的是一价铜具有还原性;
解答: 解:(1)Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H1=+489.0kJ/mol ①
            C(石墨)+CO2(g)=2CO(g)△H2=+172.5kJ/mol  ②
由①-②×3,得到热化学方程式:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ/mol,
故答案为:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-28.5kJ/mol,
(2)烷燃料电池以KOH溶液为电解质溶液时,负极上是CO发生失电子的氧化反应,又因为电解质是KOH溶液,二氧化碳和氢氧化钾反应得到的是碳酸钾,即CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O,故答案为:CO+4OH--2e-=CO32-+2H2O.
(3)①Ⅱ比Ⅰ的甲醇的物质的量少,则一氧化碳和氢气的物质的量越多,根据K=
c(CH3OH)
c(CO).c3(H2)
知,平衡常数越小,故K>K,故答案为:>
②CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
初始:1        3         0          0
平衡:1-x     3-3x       x          x
甲中平衡后气体的压强为开始时的0.8倍,即(4-2x)÷4=0.8  
   解得x=0.4mol
依题意:甲、乙为等同平衡,且起始时维持反应逆向进行,所以全部由生成物投料,c的物质的量为1mol,c 的物质的量不能低于平衡时的物质的量0.4mol,所以c的物质的量为:0.4<n(c)≤1mol,故答案为:0.4<n(c)≤1mol.
(4)由图2可知,在0~15h内,甲烷的物质的量变化量为△n(Ⅰ)<△n(Ⅲ)<△n(Ⅱ),故在0~15h内,CH4的平均生成速率v(Ⅱ)>v(Ⅲ)>v(Ⅰ);故答案为:II>III>I;
(5)①温度超过250℃时,催化剂的催化效率降低,在300℃时失去活性,故以后乙酸的生成速率升高是由温度升高导致的,故乙酸主要取决于温度影响的范围为300℃~400℃,故答案为:300℃~400℃
②Cu2Al2O4拆成氧化物的形式:Cu2O?Al2O3,与酸反应生成离子方程式:3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O,
故答案为:3Cu2Al2O4+32H++2NO3-=6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O;
点评:本题主要考查了化学反应常数、化学平衡以及原电池原理的运用,难度不大,根据所学知识即可完成.
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科目:高中化学 来源: 题型:

可逆反应:2HI(g)?H2(g)+I2(g);△H>0.在密闭容器中进行,当达到平衡时欲使混合气体的颜色加深,应采取的措施(  )
A、增大容器体积
B、降低温度
C、加入催化剂
D、充入I2气体

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科目:高中化学 来源: 题型:

下列物质属于等电子体一组的是(  )
A、CH4和NH4+
B、N2O4和C2H4
C、CO2和NO2
D、H2O和CH4

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科目:高中化学 来源: 题型:

按要求写出下列方程式:
(1)实验室制取氨气
 

(2)雷雨天产生酸雨的最后一个方程式
 

(3)氯化铵受热分解
 

(4)氨气的催化氧化反应
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

按照图1所示装置进行有关实验,打开分液漏斗玻璃塞,将A逐滴加入B中.

(1)①若A是浓盐酸,B为二氧化锰,当将A滴入B中时发生反应的离子方程式为
 
,当实验一段时间后,发现C、D中有红棕色烟,则C的化学式为
 

②实验室常用MnO2与浓盐酸共热制取Cl2,也可用KClO3,KMnO4,K2Cr2O7代替MnO2与浓盐酸反应制Cl2.若制取等量的Cl2需浓盐酸最少的是
 

A.MnO2和浓盐酸反应     B.KClO3和浓盐酸反应
C.KMnO4和浓盐酸反应    D.K2Cr2O7和浓盐酸反应
③在实验室中,要获得干燥纯净的氯气,可以将它通过图2的装置,其中瓶I中盛放的是
 

(2)若A是乙醇,B是生石灰,实验中观察到C中黑色固体逐渐变红.当C中黑色固体大部分变红时,关闭F,然后往烧杯中加入热水,静止一会,观察到Ⅲ中试管壁出现了光亮的银镜.则 试管E中所发生反应的化学方程式
 

(3)①若A是能发生银镜反应且只含一个碳的一种液态有机物,B为浓硫酸,E为苯酚钠溶液,C与(2)相同.实验中同样能观察到C中黑色固体逐渐变红,同时可观察到试管E中溶液变浑浊,则A是(写名称)
 
.此实验中浓硫酸的作用是
 

②写出乙醇和A在浓硫酸存在并加热时所发生的反应方程式:
 
,此反应属于
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制备.甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示.
(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是
 
(填“吸热”和“放热”)反应.
(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同?
 
,原因是
 

(3)写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学方程
 

(4)甲醇催化脱氢转化为甲醛的过程中,如果要使反应温度维持在700℃,需向体系中通入空气,则进料甲醇与空气的物质的量理论比值为
 
[假设:H2(g)+
1
2
O2(g)
 点燃 
.
 
H2O(g)△H=-a kJ/mol,空气中氧气体积分数为0.2].

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科目:高中化学 来源: 题型:

麻黄素又称黄碱,是我国特定的中药材麻黄中所含有的一种生物碱.经我国科学家研究发现其结构如:
(1)麻黄素中含氧官能团的名称是
 
,可以看成
 
类(填“醇”或“酚”).
(2)下列各物质与麻黄素互为同分异构体的是
 
(填字母,下同),互为同系物的是
 

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实验室制取氯气的反应是:MnO2(固)+4HCl(浓)
  △  
.
 
MnCl2+Cl2↑+2H2O如图是马虎同学设计的在实验室中制取氯气的实验装置图.

(1)在图中改正装置中的错误(三处).
 
 
 

(2)盛水的洗气瓶的作用是
 
;盛NaOH溶液的烧杯的作用是
 
,反应的离子方程式是
 

(3)设计一个最简单的实验:证明Cl2没有漂白性,HClO具有漂白性.
 

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科目:高中化学 来源: 题型:

①?按系统命名法,化合物  的名称为
 

②?名称
 

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