【题目】近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中,再把CO2从溶液中提取出来,并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如下图所示:
回答下列问题:
(1)进入分解池中主要物质是______;在合成塔中,若足量的H2与CO2反应,消耗4.4gCO2,生成气态的H2O和CH3OH,可放出5370J的热量,写出该反应的热化学方程式________。
(2)该工艺在哪些方面体现了“绿色自由”构想中的“绿色”: ①_______;②_______。
(3)一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1.0molCO2和3.0mol H2,在不同催化剂作用下,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示:
①催化剂效果最佳的是_______(填“催化剂I”.“催化剂Ⅱ”,“催化剂Ⅲ”)。b点v(正)______v(逆)(填“>”,“<”,“=”)。
②此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是_________。c点时该反应的平衡常数K=___________(保留一位小数)。
(4)科学家还研究了利用温室气体制造充电电池,下图为正在研究的Na—CO2可充电电池示意图,该装置放电时的总反应方程式为_________。
(5)己知25℃时H2CO3的电离平衡常数为:Kal =4.4×10-7、Ka2 =4.7×l0-ll,则反应:HCO3-+H2OH2CO3+ OH-的平衡常数K=________。
【答案】 KHCO3(或碳酸氢钾) CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g) △H=-53.7kJ/mol 减少大气中CO2;产生清洁能源CH3OH; K2CO3可循环利用;能量可以循环利用;低碳经济等 催化剂Ⅰ > 该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动 K=2.1 4Na+3CO2==2Na2CO3+C K=2.3×10-8
【解析】(1)考查CO2的性质以及热化学反应方程式的书写,吸收池中发生K2CO3+CO2+H2O=2KHCO3,因此进入分解池中的主要物质是KHCO3;H2和CO2反应的化学方程式为3H2+CO2=CH3OH+H2O,消耗1molCO2,放出的热量为5370×10-3/0.1kJ=53.70kJ,即热化学方程式为 CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g) △H=-53.7kJ/mol ;(2)考查绿色化学,CO2引起温室效应,此反应消耗CO2,可以减少大气中的CO2,CH3OH为清洁能源;(3)考查勒夏特列原理、化学平衡常数的计算,①根据图像,催化剂I的催化效果最佳;a点转化率最高,说明化学反应达到平衡,b点反应向正反应方向进行,即v正>v逆;②此反应是放热反应,达到平衡后,随着温度的升高,平衡向逆反应方向进行,CO2的转化率降低,原因是该反应是放热反应,升高温度,平衡逆向移动;
CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)
起始: 1 3 0 0
变化: 0.6 1.8 0.6 0.6
平衡: 0.4 1.2 0.6 0.6 根据化学平衡常数的定义K==2.1;(4)考查电极反应式的书写,根据装置图,负极反应式为Na-e-=Na+,正极反应式为3CO2+4e-=2CO32-+C,两式相加得到4Na+3CO2=2Na2CO3+C;(5)考查平衡常数,根据平衡常数的定义,K==2.3×10-8。
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【题目】下列有关三氧化硫的说法中,正确的是( )
A.三氧化硫极易溶于水,且与水反应生成H2SO3
B.SO3属于酸性氧化物
C.硫粉在过量的氧气中燃烧生成SO3
D.SO2、SO3均具有漂白性,能使紫色石蕊溶液褪色
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【题目】Fe、CO、Ni均为第Ⅷ族元素,它们的化合物在生产生活中有着广泛的应用。
(1)基态CO原子的价电子排布式为____________,Co3+核外3d能级上有_________对成对电子。
(2)Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+中,Co+ 的配位数是______________,1mol 配离子中所含σ键的数目为_____________,配位体N3-中心原子杂化类型为____________________。
(3)Co2+在水溶液中以[Co(H2O)6]2+存在。向含Co2+的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2+ ,其原因是___________________。
(4)某蓝色晶体中,Fe2+、Fe3+分别占据立方体互不相邻的顶点,而立方体的每条棱上均有一个CN-,K+位于立方体的某恰当位置上。据此可知该晶体的化学式为____________,立方体中Fe2+间连接起来形成的空间构型是_____________________。
(5)NiO的晶体结构如图甲所示,其中离子坐标参数A 为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为_______________。
(6)一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如图乙),已知O2-的半径为a pm,每平方米面积上分散的该晶体的质量为__________g(用含a、NA的代数式表示)。
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【题目】某有机物X的结构简式如图所示,则下列有关说法中不正确的是( )
A.能发生加成、取代、氧化反应
B.1 mol该物质最多可与7mol NaOH反应
C.1 mol该物质最多可与6 mol H2反应
D.能与FeCl3溶液发生显色反应
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【题目】化学反应N2+3H22NH3的能量变化如图所示,该反应的热化学方程式是( )
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(l)△H=2(a﹣b﹣c)kJ/mol
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=2(b﹣a)kJ/mol
C.0.5N2(g)+1.5H2(g)NH3(l)△H=(b+c﹣a)kJ/mol
D.0.5N2(g)+1.5H2(g)NH3(g)△H=(a+b)kJ/mol
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【题目】现有如下描述
①冰的密度小于水,液态水中含有(H2O)n都是由于氢键所致
②不同种元素组成的多原子分子里的键一定都是极性键
③离子键就是阳离子、阴离子的相互引力
④用电子式表示MgCl2的形成过程:
⑤H2分子和Cl2分子的反应过程就是H2、Cl2分子里的共价键发生断裂生成H原子、Cl原子,而后H原子、Cl原子形成离子键的过程
上述说法正确的是( )
A. ①②③④⑤ B. ①② C. ④ D. ①
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【题目】化学与生活密切相关。下列生活中常见物质的俗名与化学式相对应的是
A.纯碱— NaOHB.漂白粉— NaClO
C.大理石— CaCO3D.烧碱— Na2CO3
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【题目】如图是实验室进行二氧化硫制备与性质实验的组合装置,部分固定装置未画出。下列有关说法正确的是
A. 关闭 K2,打开 K1,滴加硫酸,则装置 B 中每消耗 1molNa2O2,转移电子数为NA
B. 关闭 K1,打开 K2,试剂 X 是酸性 KMnO4 或 FeCl3 溶液,均可证明 SO2 有还原性
C. 为防止环境污染,装置C和E中的试剂均取用饱和的石灰水
D. 实验过程中体现了硫酸的酸性、吸水性、难挥发性、强氧化性
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【题目】短周期元素W、X、Y、Z在周期表中的相对位置如图所示,其中Z的最外层电子数等于其最内层电子数。下列说法正确的是
A. 简单离子的半径:Z>Y>X
B. WX 与ZX中的化学键类型相同
C. 元素的非金属性:Y>X>W
D. Y的氢化物的水溶液可使红色石蕊试纸变蓝
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