(10分) CO2和CH4是两种重要的温室气体,通过CH4和CO2反应来制造更高价值的化学品是目前的研究目标。
(1)250 ℃时,以镍合金为催化剂,向体积为4 L的密闭容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,发生如下反应:CO2(g)+CH4(g) ?2CO(g)+2H2(g)。
平衡体系中各组分体积分数(某一成分物质的量占总气体物质的量的百分数)如下表:
物质 | CH4 | CO2 | CO | H2 |
体积分数 | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.4 |
①此温度下该反应的平衡常数K=________。
②已知:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)===CO2(g)+H2(g) ΔH=+2.8 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)===2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ·mol-1
反应CO2(g)+CH4(g) ===?2CO(g)+2H2(g) ΔH=________。
(2)以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂,可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如下图所示。250~300 ℃时,乙酸的生成速率减小的原因是__________________________________________________。
②将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为_______________________________。
(3)以CO2为原料可以合成多种物质。
如合成聚碳酸酯。已知CO2的分子结构为O===C===O,它的“C===O”双键与乙烯的“C===C”双键一样,在一定条件下可发生加聚反应,聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料,它是由CO2加聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式:______________________________________。
(共10分,各2分) (1)①64 ② +247.3 kJ·mol-1
(2)①催化剂的催化效率降低
②3Cu2Al2O4+32H++===6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O
(3)
【解析】
试题分析:(1)①设平衡时二氧化碳的物质的量为xmol,则甲烷的物质的量也是xmol,所以生成CO、氢气的物质的量是2(6-x)mol=(12-2x)mol,根据题意,x/(x+x+12-2x+12-2x)=0.1,解得x=2,所以此温度下该反应的平衡常数K=(8mol/4L)2(8mol/4L)2/(2mol/4L)2=64;
②根据盖斯定律将O2、H2O(g)消去,得反应CO2(g)+CH4(g) ===?2CO(g)+2H2(g) ΔH=(-890.3 kJ·mol-1)-2×(-566.0 kJ·mol-1)+2×(+2.8 kJ·mol-1)= +247.3 kJ·mol-1;
(2)①由图可知250℃时,催化剂的催化效率最高,温度升高,则催化剂的催化效率降低,所以乙酸的产率降低;
②根据化合价规律,Cu2Al2O4中O元素的化合价是-2价,Al是+3价,根据化合价代数和为0的原则,则Cu的化合价只能是+1价,所以Cu2Al2O4与硝酸发生氧化还原反应,生成铜离子、铝离子和NO气体、水,离子方程式是3Cu2Al2O4+32H++===6Cu2++6Al3++2NO↑+16H2O;
(3)聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料,它是由CO2加聚而成,二氧化碳中的碳氧双键断裂,发生加聚反应,所以聚碳酸酯的结构简式是。
考点:考查平衡常数的计算,盖斯定律的应用,有机结构简式的判断
科目:高中化学 来源:2014-2015学年甘肃省高一上学期期中化学试卷(解析版) 题型:填空题
6.02×1022个CO2分子的物质的量为 ,质量为 ,标准状况下的体积为 ,含有氧原子的物质的量为 。
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年浙江省高三上学期期中考试化学试卷(解析版) 题型:填空题
(12分)已知:
(X为卤原子,M为烃基或含酯基的取代基等)
由有机物A合成G(香豆素)的步骤如下:
回答下列问题:
(1)写出A中所含官能团名称: ,F→G 的反应类型是 。
(2)写出B→C的化学方程式 。 (3)D的结构简式为 。
(4)F有多种同分异构体,写出同时满足下列条件的一种同分异构体的结构简式: 。
Ⅰ.分子中除苯环外,无其它环状结构;
Ⅱ.苯环上有两个处于对位的取代基;
Ⅲ.能发生水解反应,不能与Na反应;
Ⅳ.能与新制Cu(OH)2按物质的量比1:2反应
(5)二氢香豆素()常用作香豆素的替代品,鉴别二氢香豆素和它的一种同分异构体()需要用到的试剂有:NaOH溶液、 。
(6)已知: (R,R′为烃基),试写出以苯和丙烯(=CH—CH3)为原料,合成的路线流程图(无机试剂任选)。合成路线流程图示例如下:
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年浙江省高三上学期期中考试化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列化学用语正确的是
A.HClO的电子式:
B.中子数为10的氧原子:
C.硝基苯的结构简式:
D.CH4分子的球棍模型:
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年河南省焦作市高三上学期期中化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列有关溶液中微粒的物质的量浓度的关系,正确的是
A.0.1 mol·L-1的NH4Cl溶液与0.05 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合的溶液:c(Cl-)>c(Na+)>c()>c(OH-)>c(H+)
B.等物质的量的NaClO、NaHCO3混合溶液:c(HClO)+c(ClO-)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c()
C.pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液等体积混合:c(M+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
D.某二元弱酸的酸式盐NaHA溶液:c(OH-)+c(H2A)=c(H+)+2c(A2-)
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年河南省焦作市高三上学期期中化学试卷(解析版) 题型:选择题
设NA为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.500 mL 2 mol·L-1 FeCl3溶液中Fe3+数为NA,且=3
B.1 L pH=1的硫酸溶液中含有的H+为0.2NA
C.标准状况下,22.4L 乙烷中含极性共价键的数目为7NA
D.12 g石墨和C60的混合物中质子总数一定为6NA个
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年广东省汕头市高三上学期期中理综化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.在无色溶液中: Na+、Cu2+、NO3- 、MnO4-
B.在含有HCO3-的溶液中:H+、K+、SO42-、Cl-
C.PH=1的溶液中:Na+、 K+、AlO2-、SO42-
D.常温下,水电离的c(H+)=10-12mol·L-1的溶液中:K+、Ba2+、NO3-、Cl-
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科目:高中化学 来源:2014-2015学年云南省高三上学期第二次月考化学试卷(解析版) 题型:选择题
下列表示对应化学反应的离子方程式正确的是
A.将过量SO2通入少量氨水中:SO2+2NH3·H2O==2NH4++SO32-
B.实验室用Cu和稀HNO3反应制取少量NO气体:Cu+4H++NO3- ==Cu2++NO↑+2H2O
C.NaHSO4溶液与Ba(OH)2溶液反应至中性:2H++SO42-+Ba2++2OH-═BaSO4↓+2H2O
D.KIO3与KI在酸性溶液中反应:5I-+IO3-+3H2O==3I2+6OH-
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