【题目】对温室气体二氧化碳的研究一直是科技界关注的重点。
I.在催化剂存在下用H2还原CO2是解决温室效应的重要手段之一,相关反应如下:
主反应:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H1①
副反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
已知H2和CH4的燃烧热分别为-285.5kJ·mol-1和-890.0kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) △H=+44 kJ·mol-1
(1)△H1=______kJ·mo l-1。
(2)有利于提高CH4平衡产率的反应条件是(至少写两条)_________。工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是_____________。
(3)T℃时,若在体积恒为2L的密闭容器中同时发生上述反应,将物质的量之和为5mol的H2和CO2以不同的投料比进行反应,结果如图所示。若a、b表示反应物的转化率,则表示H2转化率的是______,c、d分别表示CH4(g)和CO(g)的体积分数,由图可知=______时,甲烷产率最高。若该条件下CO的产率趋于0,则T℃时①的平衡常数K=________。
II.溶于海水的CO295%以HCO3-形式存在。在海洋中,通过如下左图钙化作用实现碳自净。
(4)写出写出钙化作用的离子方程式____________。
(5)电解完成后,a室的pH值______(“变大”、“变小”或“几乎不变”);其间b室发生反应的离子方程式为____________。
【答案】 -164.0 降低温度,增大压强 催化剂 b 4 100 2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O 几乎不变 H++ HCO3-= CO2↑+H2O
【解析】I.根据已知有: CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H2=+41.2kJ/mol
③2H2+ O2(g)= 2H2O(l) △H3=-571.0kJ·mol-1
④CH4+ 2O2(g)= CO2(g)+ 2H2O(l) △H4=-890.0kJ·mol-1
⑤H2O(l)=H2O(g) △H5=+44 kJ·mol-1
根据盖斯定律,由①=③×2-④+⑤×2,则CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) △H1 =2△H3-△H4+2△H5=-164.0 kJ·mol-1;(2)反应CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)是正方向为气体体积缩小的放热反应,降低温度和增大压强都有利于反应正向移动,提高CH4平衡产率;工业上提高甲烷反应选择性的关键因素是催化剂;(3)随着比值的增大,氢气的转化率降低,则表示H2转化率的是b;随着
比值的增大,氢气的量增多,一氧化碳的量减少,甲烷的量增加,故c为CH4(g) 的体积分数,由图可知
=4时,甲烷产率最高。若该条件下CO的产率趋于0,则
=4,开始物质的量之和为5mol的H2和CO2分别为4mol和1mol,平衡转化率为80%,则平衡时各物质的量浓度为:
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g)
开始时浓度/mol/L 0.5 2 0 0
改变的浓度/mol/L 0.4 1.6 0.4 0.8
平衡时浓度/mol/L 0.1 0.4 0.4 0.8
K==100;
II. (4)根据图中信息可知,钙化作用是碳酸氢钙转化为碳酸钙、二氧化碳和水,其反应的离子方程式为:2HCO3-+Ca2+=CaCO3↓+CO2↑+H2O;(5)电解完成后,a室氢氧根离子得电子产生氧气,而氢离子进入b室,pH值几乎不变;其间b室发生反应的离子方程式为:H++ HCO3-= CO2↑+H2O。
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【题目】下列能源组合中,均属于新能源的一组是( )
①天然气;②煤;③沼气能;④石油;⑤太阳能;⑥生物质能;⑦风能;⑧氢能.
A. ①②③④ B. ①⑤⑥⑦⑧ C. ③④⑤⑥⑦⑧ D. ③⑤⑥⑦⑧
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【题目】有五种物质是①6g H2;②0.5mol NH3;③1.204×1024个氯化氢分子;④147g硫酸;⑤标准状况下44.8L的CH4 , 它们的物质的量最大的是 , 所含分子数最多的是 , 含有氢原子个数最多的是 , 质量最大的是 .
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【题目】下列说法正确的是
A. 向蛋白质溶液中加入饱和(NH4)2SO4溶液,蛋白质析出,再加入水也不溶解
B. 有萄糖在人体组织发生缓慢氧化为生命活动提供能量
C. 淀粉、蛋白质、油脂均为高分子化合物
D. 棉花、蚕丝、羊毛的主要成分均属于纤维素
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g), 某研究小组分别在体积均为2L的恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其发生反应,相关数据如下:
容器 编号 | 温度 /℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡的时间/min | 达平衡时体系能量的变化/kJ | ||
CO | H2O | CO2 | H2 | ||||
① | 650 | 1 | 2 | 0.4 | 0.4 | 5 | 16.4kJ |
② | 650 | 2 | 4 | t1 | Q1 kJ | ||
③ | 900 | 2 | 4 | 1.6 | 1.6 | t2 | Q2 kJ |
(1)容器③中反应达平衡时,CO的转化率为_____________。
(2)容器①中反应达平衡这段时间,化学反应速率v (H2) =_______________。
(3)下列叙述正确的是 _____________(填字母序号)。
a.平衡时,容器①和容器②中CO2的体积分数相等
b.反应达平衡状态时,Q2 > Q1 > 32.8 kJ c.达到平衡的时间:t2 > t1>2.5 min
d.该反应的热化学方程式可表示为:CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol
(4)某燃料电池以CO为燃料,以空气为氧化剂,以熔融态的K2CO3为电解质,请写出该燃料电池正极的电极反应式______________________________________________;
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【题目】A,B,D,E,G是原子序数依次增大的五种短周期元素.A与E同主族,B与G同主族,A,B和E的原子最外层电子数之和为19,B 与G 的单质都能与H2反应生成“HX”(X代表B或G)型氢化物,D为同周期主族元素中原子半径最大的元素.
(1)B在元素周期表中的位置是 .
(2)D的两种常见氧化物中均含有(填“离子键”或“共价键”)
(3)E的最高价氧化物对应水化物的浓溶液和木炭共热,反应的化学方程式为 .
(4)常温下,D的最高价氧化物对应水化物的溶液与G的单质反应,反应的离子方程式为 .
(5)共价键的极性随共用电子对偏移程度的增大而增强,A和E所形成氢化物中,共价键极性强的为(用化学式表示).
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