由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。该反应进行过程中能量的变化(单位为kJ/mol)如图所示。请回答下列问题:
(1)观察图像可知上述反应过程中,断裂反应物中的化学键吸收的总能量________________(填“大于”、“小于”或“等于”)形成生成物中的化学键释放的总能量。
(2)甲醇的结构类似于乙醇,试写出甲醇的结构式:_________。甲醇分子中的化学键类型是________________(填“离子键”或“共价键”)。
(3)科研人员开发出一种新型甲醇燃料电池。其电解质溶液是KOH溶液,在该电池的负极发生反应的物质是________________,发生的是________________(填“氧化”或“还原”)反应。
(4)欲使合成甲醇的化学反应速率加快,请写出两条措施:_____。
(5)下列事实能表明该反应已达平衡状态的是_______(填代号)。
A.CO2(g)的浓度不再发生变化
B.单位时间内消耗1 mol CO2的同时生成3 mol H2
C.在—个绝热的容器中,混合物的温度不再发生变化
D.在一个容积固定的容器内,压强不再发生变化
解析:本题考查了化学反应中的能量变化、结构式、化学键、化学反应速率和化学平衡等知识,意在考查考生综合运用所学知识分析问题的能力。(1)由图像可以看出,反应物的总能量高于生成物的总能量,因此该反应是放热反应,即断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成生成物中的化学键释放的总能量。(3)甲醇燃料电池中,负极通入甲醇,发生氧化反应。(4)欲使合成甲醇的化学反应速率加快,可以采取升高温度、增大压强、增大反应物的浓度、使用催化剂等措施。(5)可逆反应达到化学平衡状态时,正反应速率等于逆反应速率,反应物浓度、生成物浓度均不再改变,A项正确;根据反应方程式可知,单位时间内消耗1 mol CO2的同时生成3 mol H2,正反应速率等于逆反应速率,表明该反应已达平衡状态,B项正确;在一个绝热的容器中,混合物的温度不再发生变化,说明没有能量交换,反应物浓度、生成物浓度均不再改变,表明该反应已达平衡状态,C项正确;CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)是一个气体分子数减小的反应,在一个容积固定的容器内,压强不再发生变化,表明该反应已达平衡状态,D项正确。
答案:(除标明外,每空1分)(1)小于
(2) 共价键
(3)甲醇 氧化
(4)升高温度、使用合适的催化剂、增大压强、增大反应物的浓度等(任选2个,2分)
(5)ABCD(2分)
科目:高中化学 来源: 题型:
关于下列物质的说法,正确的是( )
A.三者含有的官能团的种类相同 B.乙和丙中的-OH性质相同
C.甲和乙互为同分异构体 D.甲和丙互为同分异构体
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科目:高中化学 来源: 题型:
下列各组中的反应,不属于同一反应类型的是( )
A | 甲烷和氯气光照制四氯化碳 | 乙酸和乙醇制乙酸乙酯 |
B | 实验室由乙醇制乙烯 | 乙醇使酸性高锰酸钾溶液褪色 |
C | 溴丙烷水解制丙醇 | 淀粉制葡萄糖 |
D | 苯乙烯生成乙基环己烷 | 乙烯使溴的四氯化碳溶液褪色 |
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科目:高中化学 来源: 题型:
电化学在日常生活中用途广泛,图①是镁—次氯酸钠燃料电池,电池总反应为:Mg+ClO-+H2O===Cl-+Mg(OH)2,图②是Cr2O工业废水的处理。下列说法正确的是( )
A.图②中Cr2O向惰性电极移动,与该极附近的OH-结合转化成Cr(OH)3被除去
B.图②的电解池中,有0.084 g阳极材料参与反应,阴极会有336 mL的气体产生
C.图①中发生的还原反应是:Mg2++ClO-+H2O+2e-===Cl-+Mg(OH)2↓
D.若图①中3.6 g镁溶解产生的电量用以图②废水处理,则理论可产生10.7 g氢氧化铁沉淀
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科目:高中化学 来源: 题型:
如图是某条件时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图。下列叙述正确的是( )
A.该反应的热化学方程式为:2NH3N2+3H2 ΔH=-92 kJ·mol-1
B.正反应的活化能小于逆反应的活化能
C.a曲线是加入催化剂时的能量变化曲线
D.加入催化剂可增大正反应速率,降低逆反应速率
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500 ℃、20 MPa时,将H2和N2置于一容积为2 L的密闭容器中发生反应。反应过程中H2、N2和NH3物质的量变化如图所示(10 min时达到第一次平衡),下列说法正确的是( )
A.反应开始到第一次平衡时,N2的平均反应速率为0.005 mol/(L·min)
B.从曲线可以看出,反应进行到10 min至20 min时可能是使用了催化剂
C.从曲线可以看出,反应进行至25 min时,增加了0.1 mol的氨气
D.在25 min时平衡正向移动但达到新平衡后NH3的体积分数比原平衡小
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一定温度下,1 mol X和n mol Y在体积为2 L的密闭容器中发生如下反应:X(g)+Y(g)2Z(g)+M(s),5 min后达到平衡,此时生成2a mol Z。下列说法正确的是( )
A.用X表示5 min内此反应的反应速率是(0.1-0.2a) mol·(L·min)-1
B.当混合气体的质量不再发生变化时,说明反应达到平衡状态
C.向平衡后的体系中加入1 mol M,平衡向逆反应方向移动
D.向上述平衡体系中再充入1 mol X,v(正)增大,v(逆)减小,平衡正向移动
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科目:高中化学 来源: 题型:
汽车排放的尾气中含有NO2,NO2是城市大气污染的主要污染物之一,在日光照射下,NO2发生一系列光化学烟雾的循环反应,从而不断产生O3,加重空气污染。反应过程为①2NO2—→2NO+2O,②2NO+O2—→2NO2,③O+O2—→O3。下列对该反应过程及生成物叙述正确的是 ( )
A.NO2起催化剂作用 B.NO起催化剂作用
C.NO2只起氧化剂作用 D.O3与O2为同分异构体
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科目:高中化学 来源: 题型:
某化学课外活动小组在实验室设计了如图所示的实验装置,进行“氨的催化氧化”实验。
(1)A处是气体发生装置,A中所用的试剂只能从下列物质中选取:
①硝酸铵;②碳酸铵;③碳酸氢铵;④氯化铵;⑤熟石灰;⑥氢氧化钠。
若A中制取气体时只用了一种药品,则该药品可以是__________(填选项编号),在只用一种药品制取氨气时,图中空白处所需仪器应为____________(选填下列仪器编号,固定装置省略)。
(2)该装置补充完整后,仍然存在一定的缺陷,试从安全与环保的角度来考虑,对该装置进行改进:
①________________________________________________________________________;
②________________________________________________________________________。
(3)按照改进后的装置进行实验,请完成以下问题:
①装置B的作用是_____________________________________________________;
②写出C中发生反应的化学方程式:_______________________________________;
③若A、B处试剂足量,则装置D中可以观察到的实验现象有________________________________________________________________________。
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