【题目】氢能是一种高效清洁、极具发展潜力的能源。利用生物质发酵得到的乙醇制取氢气,具有良好的应用前景。
已知下列反应:
(1)反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数随温度变化曲线如图所示。则△H1________△H2(填“>”、“<”或“=”);△H3=________(用△H1、△H2表示)。
(2)向2L密闭容器中充入H2和CO2共6mol,改变氢碳比[n(H2)/n(CO2)]在不同温度下发生反应III达到平衡状态,测得的实验数据如下表。分析表中数据回答下列问题:
①温度升高,K值________(填“增大”、“减小”、或“不变”)。
②提高氢碳比,K值________ (填“增大”“减小”或“不变”),对生成乙醇________ (填“有利”或“不利”)
③在700K、氢碳比为1.5,若5min反应达到平衡状态,则0~5min用H2表示的速率为________。
(3)反应III在经CO2饱和处理的KHCO3电解液中,电解活化CO2制备乙醇的原理如图所示。
①阴极的电极反应式为________________。
②从电解后溶液中分离出乙醇的操作方法为________________。
(4)在一定条件下发生反应Ⅳ,测得不同温度对CO2的平衡转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法正确的为________ (填序号)
①不同条件下反应,N点的速率最大
②M点平衡常数比N点平衡常数大
③温度低于250℃时,随温度升高乙烯的产率增大
④实际反应应尽可能在较低的温度下进行,以提高CO2的平衡转化率
【答案】 > -(2△H2 + △H1) 减小 不变 有利 0.144mol·L-1·min-1 14CO2 + 12e- + 9H2O = CH3CH2OH + 12HCO3- 蒸馏 ②
【解析】(1)由K-T图可知,温度升高,反应Ⅰ的平衡常数增大,说明升高温度,平衡向正向移动,因此反应Ⅰ为正向吸热的反应,即△H1>0,同理反应Ⅱ平衡常数减小,说明升温平衡逆向移动,为放热反应,△H2<0,故△H1>△H2。根据盖斯定律,反应Ⅲ等于反应Ⅰ的逆反应加上反应Ⅱ的逆反应的2倍,故得出△H3=-(2△H2 + △H1)。
(2)①由表中数据可知,n(H2)/n(CO2)一定情况下,温度越高,CO2转化率越低,说明升高温度平衡向逆反应移动,正反应为放热反应,所以平衡常数k减小;故答案为:减小;②平衡常数只与温度有关,提高氢碳比[n(H2)/n(CO2)],但温度不变,所以平衡常数K值将不变,但是增加氢气的量有利于平衡正向移动,有利于生成乙醇,故答案为:不变;有利;
(3)①阴极得电子,发生还原反应,元素化合价降低,CO2中碳元素为+4价,乙醇中碳元素平均化合价为-2价,为了维持电荷守恒,生成物还有HCO3-,HCO3-中的氢元素可从H2O中获得,则阴极的电极反应式为:14CO2 + 12e- + 9H2O = CH3CH2OH + 12HCO3-;②与水溶液相比,乙醇易挥发,沸点较低,可采用蒸馏的方法从电解液中分离出乙醇。
(4)①化学反应速率随温度的升高而加快,催化剂的催化效率降低,所以v(M)有可能小于v(N),故①不正确;②升高温度二氧化碳的平衡转化率减低,则升温平衡逆向移动,所以M化学平衡常数大于N,故②正确;③温度低于250℃时,随温度升高平衡逆向进行乙烯的产率减小,故③不正确;④为提高CO2的转化率,平衡正向进行,反应是放热反应,低的温度下进行反应,平衡正向进行,但催化剂的活性、反应速率减小,故④不正确;故答案为:②。
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【题目】下图为正丁烷的球棍模型。下列说法正确的是( )
A. 正丁烷的分子式为C4H8
B. 分子中4个碳原子在同一条直线上
C. 分子中含有4个C—C单键
D. 分子中共含有13个共价键
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【题目】为消除燃煤烟气中含有的SO2、NOx,研究者提出了若干烟气“脱硫”、“脱硝”的方法。
(1)向燃煤中加入适量石灰石,高温时将SO2转化为CaSO4的化学方程式是______。
(2)选择性催化还原法(SCR)“脱硝”。在催化剂的作用下,选取还原剂将烟气中的NO进行无害化处理。NH3还原NO的化学方程式是______。
(3)以NaClO溶液作为吸收剂进行一体化“脱硫”、“脱硝”。控制溶液的pH=5.5,将烟气中的SO2、NO转化为SO42、NO3,均为放热反应。
①在如图中画出“放热反应”的反应过程中的能量变化示意图。
②NaClO溶液吸收烟气中SO2的离子方程式是______。
③一定时间内,温度对硫、硝脱除率的影响曲线如图,SO2的脱除率高于NO,可能的原因是______(写出1种即可)。
④烟气中SO2和NO的体积比为4∶1,50℃时的脱除率见图2,则此吸收液中烟气转化生成的NO3和Cl的物质的量之比为______。
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【题目】用NA表示阿伏伽德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 22.4L乙烷中含有的共价键数为7NA个
B. 常温下,28g乙烯和丙烯的混合物中总原子数为6NA个
C. 密闭容器中2 molNO与1molO2充分反应,产物的分子数为2NA
D. 标准状况下,11.2L二氯甲烷(CH2Cl2)所含的分子数为0.5NA
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【题目】在反应A(g)+2B(g)3C(g)+4D(g)中,表示该反应速率最快的是
A. v(A)=0.2mol/(L·s) B. v(B)=0.6mol/(L·s)
C. v(C)=0.8mol/(L·s) D. v(D)=10 mol/(L·min)
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【题目】将1molN2气体和3molH2气体在2L的恒容容器中,并在一定条件下发生如下反应:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),若经2s后测得NH3的浓度为0.6mol·L-1,现有下列几种说法:其中不正确的是
A. 用N2表示的反应速率为0.15mol·L-1·s-1 B. 2s时H2的转化率为40%
C. 2s时N2与H2的转化率相等 D. 2s时H2的浓度为0.6mol·L-1
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【题目】下列关于乙酸的叙述正确的是( )
A. 冰醋酸不能使石蕊试液变色 B. 乙酸与碳酸钠溶液反应,生成二氧化碳气体
C. 乙酸在发生酯化反应时失去H原子,表现出酸性 D. 乙酸是最简单的羧酸
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【题目】控制适合的条件,将反应2Fe3++2I﹣2Fe2++I2设计成如图所示的原电池.下列判断不正确的是( )
A.反应开始时,乙中石墨电极上发生氧化反应
B.反应开始时,甲中石墨电极上Fe3+被还原
C.电流计读数为零时,反应达到化学平衡状态
D.电流计读数为零后,在甲中溶入FeCl2固体,乙中石墨电极为负极
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