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【题目】科学家积极探索新技术对CO2进行综合利用。

Ⅰ.CO2可用来合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=akJ/mol

请回答:

(1)已知:H2和CH2=CH的燃烧热分别是285.8kJ/mol和1411.0kJ/mol,且H2O(g)H2O((1)△H=-44.0kJ/mol,则a=________kJ/mol。

(2)上述由CO2合成CH2=CH2的反应在________下自发进行(填“高温”或“低温”)。

(3)在体积为1L的恒容密闭容器中,充入3molH2和1molCO2,测得温度对CO2的平衡转化率和催化剂催化效率的影响如图1所示。下列说法正确的是________

A.平衡常数大小:KMN

B.其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃时CO2的平衡转化率可能位于点M1

C.图1中M点时,乙烯的体积分数为7.7%

D.当压强或n(H2)/n(CO2)不变时均可证明化学反应已达到平衡状态

(4)保持温度不变,在体积为V L的恒容容器中以n(H2)∶n(CO2)=3∶1的投料比加入反应物,t0时达到化学平衡。请在图2中作出容器内混合气体的平均相对分子质量随时间变化的图象。___________

Ⅱ.利用“Na-CO2”电池将CO2变废为宝。我国科研人员研制出的可充电“Na-CO2”电池,以钠箔和多壁碳纳米管(MWCNT)为电极材料,总反应为4Na+3CO22Na2CO3+C。放电时该电池“吸入”CO2,其工作原理如图3所示:

(5)放电时,正极的电极反应式为__________________

(6)若生成的Na2CO3和C全部沉积在正极表面,当转移0.2mole-时,正极增加的质量为_______g。

(7)选用高氯酸钠四甘醇二甲醚做电解液的优点是_____________________

【答案】 -127.8 低温 C 【作图要求:O点坐标(0,12.5)t0平衡时12.520之间。】 3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C 11.2 导电性好、与金属钠不反应、难挥发等特点

【解析】I.(1). ① H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) △H=285.8kJ/mol

② C2H4(g)+3O2(g)=2H2O(l)+2CO2(g) △H=1411.0kJ/mol

③ H2O(g)═H2O(l) △H=44kJ/mol

根据盖斯定律:6×①②4×③得2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=6×(285.8kJ/mol)(1411.0kJ/mol)4×(44kJ/mol)= 127.8kJ/mol故答案为:127.8

(2). 根据上面所得热化学方程式可知,△H<0即正向为放热反应2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g)反应前后气体体积减小,熵变△S<0,要满足△HT△S<0,应在低温下能自发进行,故答案为:低温;

(3). A. 升高温度二氧化碳的平衡转化率降低,则升温平衡逆向移动,所以M点化学平衡常数大于N点,故A错误;B. 催化剂不能使平衡发生移动,由图象可知,其他条件不变,若不使用催化剂,则250℃时CO2的平衡转化率位于点M,故B错误;C. 在体积为1L的恒容密闭容器中,充入3mollH21molCO2,图中M点时二氧化碳转化率为50%,

6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2 (g)+4H2O(g)

起始量(mol) 3 1 0 0

变化量(mol) 1.5 0.5 0.25 1

平衡量(mol) 1.5 0.5 0.25 1

产物CH2=CH2的体积分数=×100%=7.7%,故C正确;D由方程式可知,当压强不变时,说明反应达到了平衡状态;因H2CO2的起始加入量等于化学计量数之比,则反应过程中n( H2)/n(CO2 )始终不变所以n( H2)/n(CO2 )不变不能证明化学反应已达到平衡状态D错误;答案选C

(4).反应前混合气体的平均相对分子质量==12.5所以起点坐标为(012.5)随着反应进行气体的物质的量减小混合气体的平均相对分子质量增大t0时达到化学平衡若全部转化为CH2=CH2H2O平均相对分子质量==20t0达平衡时应在区间12.520之间所以图象为,故答案为:

II. (5).在正极上,CO2得电子发生还原反应,故电极方程式为3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C,故答案为:3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C

(6).由正极发生的电极反应:3CO2+4Na++4e-=2Na2CO3+C

3 4 2 1

0.15 0.2 0.1 0.05

m()=m(Na2CO3)+m(C)=106g/mol×0.1mol+12g/mol×0.05mol=11.2g,故答案为:11.2;

(7).选用髙氯酸钠四甘醇二甲醚做电解液的优点是导电性好,与金属钠不反应,难挥发等,故答案为:导电性好、与金属钠不反应、难挥发等有点

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主族
周期

IA

IIA

IIIA

IVA

VA

VIA

VIIA

0




























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分子式:HCl

相对分子质量:36.5

密度:1.19 g·cm-3

HCl的质量分数:36.5%

1)该浓盐酸中HCl的物质的量浓度为_________mol·L 1

2)取用任意体积的该盐酸溶液时,下列物理量中不随所取体积的多少而变化的是________

A.溶液中HCl的物质的量 B.溶液的浓度

C.溶液中Cl 的数目 D.溶液的密度

3)某学生取上述浓盐酸100mL

①若加水稀释到500 mL,所得盐酸的物质的量浓度为________mol·L 1

②若需使该溶液的质量分数变为原来的,应该加______mL蒸馏水。

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