分析 (1)NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2,方程式为NH4HCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+CO2↑+H2O,2molNH4HCO3可生成4mol气体;
(2)2.40molCO2与NaOH完全反应,产物可能为Na2CO3或NaHCO3或二者都有,结合质量守恒解答;
(3)9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2,即n(CO2):n(O2)=1:1,当把两个方程式相加得到8KO2+6CO2+2H2O→2K2CO3+4KHCO3+6O2,根据方程式计算消耗水的量;
(4)甲烷完全反应生成CO和氢气,根据反应CO+2H2$→_{△}^{催化剂}$CH3OH、CO2+3H2$→_{△}^{催化剂}$CH3OH+H2O设CO2的转化率为α,CO的转化率为β,结合质量守恒可计算转化率;或根据氢元素守恒计算.
解答 解:(1)NH4HCO3完全分解生成NH3、CO2,方程式为NH4HCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$NH3↑+CO2↑+H2O,分解后水为液态,则2molNH4HCO3可生成4mol气体,体积为4mol×22.4L/mol=89.6L,故答案为:89.6;
(2)2.40molCO2与NaOH完全反应,产物可能为Na2CO3或NaHCO3或二者都有,
假设全部生成生成NaHCO3,则发生CO2+NaOH=NaHCO3,n(NaOH)=n(CO2)=2.40mol,则c(NaOH)=$\frac{2.4mol}{2.00L}$=1.20mol/L;
假设全部生成,则发生CO2+2NaOH=Na2CO3,n(NaOH)=2n(CO2)=4.80mol,则c(NaOH)=$\frac{4.80mol}{2.00L}$=2.40mol/L;
综合以上两种情况可知,NaOH溶液的浓度应该1.20mol/L≤c(NaOH)≤2.40mol/L.
故答案为:2.4 mol/L≥c≥1.2 mol/L;
(3)可用两种方法解答:
方法一:依题意,9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2,即n(CO2):n(O2)=1:1,通过观察题给两个方程式可知,当把两个方程式相加时正好符合题目要求:8KO2+6CO2+2H2O→2K2CO3+4KHCO3+6O2
所以有n(H2O)=$\frac{1}{3}$n(CO2)=$\frac{1}{3}$×9mol=3mol,即反应前密封舱内H2O的物质的量为3mol,
方法二:设反应前密封舱内H2O的物质的量为n
4KO2+4CO2+2H2O→4KHCO3+3O2
2n n 1.5n
4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2
9-2n 1.5(9-2n)
根据题意生成氧气9mol,所以有1.5n+1.5(9-2n)=9mol,解得n=3mol,即反应前密封舱内H2O的物质的量为3mol.
答:反应前密封舱内H2O的量应该是3mol;
(4)方法一:
CH4+H2O→CO+3H2
300mol 300mol 900mol
设CO2的转化率为α,CO的转化率为β
CO+2H2→CH3OH CO2+3H2→CH3OH+H2O
300βmol 600βmol 300βmol 100αmol 300αmol 100αmol
根据题意,共生成350mol甲醇,所以有300βmol+100αmol=350mol-------①
根据题意,反应后残留氢气120mol,则实际参加反应的氢气为900mol-120mol,所以有
600βmol+300αmol=900mol-120mol--------②
由①②式可得α=0.8,即设CO2的转化率为80%.
方法二:
在合成甲醇的反应中,氢元素在生成物中有两种存在形式,一是存在于甲醇中,二是存在于水中,设CO2的转化率为α,
CH4+H2O→CO+3H2
300mol 900mol
CO2+3H2→CH3OH+H2O
100amol 100amol
根据题意,反应后残留氢气120mol,则实际参加反应的氢气为900mol-120mol,根据反应中氢元素的守恒可有900mol-120mol=350mol×2+100amol,
解得a=0.8,
即设CO2的转化率为80%,
答:CO2的转化率为80%.
点评 本题考查化学方程式的计算,综合考查学生的分析、计算能力,题目用到端值法和守恒法,难度较大,易错点为(4)答题时注意体会.
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:选择题
A. | 氧化镁中混有氧化铝 | B. | 氯化铝溶液中混有氯化铁 | ||
C. | 氧化铁中混有二氧化硅 | D. | 氯化亚铁溶液中混有氯化铜 |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
v正 | v逆 | 平衡常数K | 转化率α |
[CO2]/mol•L-1 | [H2]/mol•L-1 | [CH4]/mol•L-1 | [H2O]/mol•L-1 | |
平衡Ⅰ | a | b | c | d |
平衡Ⅱ | m | n | x | y |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
仪器 | 加入试剂 | 加入该试剂的目的 |
B | 饱和碳酸氢钠溶液 | |
D |
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
科目:高中化学 来源: 题型:解答题
查看答案和解析>>
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com