【題目】合理的利用吸收工業(yè)產(chǎn)生的廢氣CO2可以減少污染,變廢為寶。
(1)用CO2可以生產(chǎn)燃料甲醇。
①寫(xiě)出甲醇的官能團(tuán)名稱(chēng)____________。
已知:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(l) △H=-49.0kJmol-1;一定條件下,向體積固定為1 L的密閉容器中充入1mol CO2和3mol H2 ,測(cè)得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化曲線如下圖所示。
②反應(yīng)開(kāi)始至第3分鐘時(shí),反應(yīng)速率v(H2)=________mol/(L·min)。
③該條件下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為________,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率是________;
(2)用CO2合成二甲醚(CH3OCH3)。
①CO2 催化加氫合成二甲醚的過(guò)程中主要發(fā)生下列反應(yīng):
反應(yīng)I:CO2(g) + H2(g)CO(g) + H2O(g) H= +41.2 kJmol-1
反應(yīng)II: 2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g) H = - 122.5 kJmol-1
其中,反應(yīng)II 分以下a、b兩步完成,請(qǐng)寫(xiě)出反應(yīng)a的熱化學(xué)方程式。
a._________
b.2CH3OH(g)CH3OCH3(g) + H2O(g) H = -23.5 kJmol-1
②L(L1、L2)、X分別代表壓強(qiáng)或溫度,下圖表示L一定時(shí),反應(yīng)II中二甲醚的平衡產(chǎn)率隨X變化的關(guān)系,其中X代表的物理量是______。判斷L1、L2的大小,并簡(jiǎn)述理由:________。
(3) 恒壓時(shí),在CO2和H2起始量一定的條件下,CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性(CH3OCH3的選擇性=)隨溫度變化如下圖。
①t℃時(shí),起始投入a molCO2,b mol H2,達(dá)到平衡時(shí)反應(yīng)II消耗的H2的物質(zhì)的量為______mol。
②溫度高于300℃,CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的原因是_________。
【答案】羥基 0.5 75% CO2(g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) H = - 49.5 kJmol-1 溫度 L1>L2。反應(yīng)II是氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)減少的反應(yīng),當(dāng)溫度一定時(shí),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),二甲醚平衡產(chǎn)率增大 3a×40%×76% 反應(yīng)I的H>0,反應(yīng)II的H<0 ,溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降,且上升幅度超過(guò)下降幅
【解析】
(1)①甲醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH3OH;
②根據(jù)υ=計(jì)算
③轉(zhuǎn)化率=;
(2) ①根據(jù)蓋斯定律計(jì)算反應(yīng)a的熱化學(xué)方程式;
②2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)正反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡逆向移動(dòng);2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)正反應(yīng)氣體系數(shù)和減小,增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng);
(3) ①根據(jù)CH3OCH3的選擇性=計(jì)算反應(yīng)II消耗的H2的物質(zhì)的量;
②反應(yīng)I的H>0,溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升;
(1)①甲醇的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是CH3OH,甲醇含有官能團(tuán)的名稱(chēng)是羥基;
②根據(jù)圖象,反應(yīng)開(kāi)始至第3分鐘時(shí),CO2濃度變化量是0.5mol/L,則氫氣濃度變化量是1.5mol/L,υ=0.5 mol/(L·min);
③該條件下,CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(l)反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率=75%;
(2) ①反應(yīng)II: 2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g) H = - 122.5 kJmol-1;
根據(jù)蓋斯定律(II-b)× 得CO2(g) + 3H2 (g)CH3OH(g) + H2O(g) H= - 49.5 kJmol-1;
②2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)正反應(yīng)放熱,升高溫度,平衡逆向移動(dòng);2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)正反應(yīng)氣體系數(shù)和減小,增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng);由圖象可知,隨X的增大,CH3OCH3的產(chǎn)率減小,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),所以X表示溫度;則L1、L2分別代表不同壓強(qiáng)下CH3OCH3的產(chǎn)率,反應(yīng)II是氣體化學(xué)計(jì)量數(shù)減少的反應(yīng),當(dāng)溫度一定時(shí),增大壓強(qiáng),平衡正向移動(dòng),二甲醚平衡產(chǎn)率增大,則L1>L2;
(3) CH3OCH3的選擇性=,t℃時(shí),CH3OCH3的選擇性是76%,CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為40%,則=76%,CH3OCH3的物質(zhì)的量是 mol,反應(yīng)II消耗的H2的物質(zhì)的量是=3a×40%×76%;
②反應(yīng)I的H>0,反應(yīng)II的H<0 ,溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升,使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降,且上升幅度超過(guò)下降幅,所以溫度高于300℃,CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】已知:25℃時(shí),Ksp[Zn(OH)2]=1.0×10-18,Ka(HCOOH)=1.0×10-4。該溫度下,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. Zn(OH)2溶于水形成的飽和溶液中c(Zn2+)>1.0×10-6 mol·L-l
B. HCOO-的水解常數(shù)為1.0×10-10
C. 向Zn(OH)2懸濁液中加入HCOOH,溶液中c(Zn2+)增大
D. Zn(OH)2+2HCOOH=Zn2++2HCOO-+2H2O的平衡常數(shù)K=100
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列圖示與對(duì)應(yīng)的敘述相符的是
A. 圖 可表示N2+3H22NH3的速率時(shí)間圖像,t1時(shí)刻改變的條件是升高溫度
B. 圖 可表示用0.1000 mol·L-1醋酸滴定40.00mL 0.1000mol·L-1NaOH溶液得到的滴定曲線
C. 圖 可表示NO2平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的變化關(guān)系,由圖可知:△H<0、P1<P2
D. 圖 可表示pH相同的NaOH溶液與氨水稀釋過(guò)程的pH變化,其中曲線a對(duì)應(yīng)氨水
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列圖示的實(shí)驗(yàn)操作,不能實(shí)現(xiàn)相應(yīng)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?/span>
A.鑒別甲苯與己烷 | B.實(shí)驗(yàn)室制備乙酸乙酯 | C.檢驗(yàn)電石與飽和食鹽水的產(chǎn)物乙炔 | D. 比較乙酸、碳酸與苯酚酸性強(qiáng)弱 |
A.AB.BC.CD.D
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】常溫下,向10mL0.1mol·L-1的HR溶液中逐滴滴入0.1mol·L-1的NH3·H2O溶液,所得溶液pH及導(dǎo)電性變化如圖。下列分析正確的是( )
A. HR為強(qiáng)酸 B. a、b兩點(diǎn)所示溶液中水的電離程度相同
C. b點(diǎn)溶液中c(NH)>c(R-)、c(OH-)>c(H+) D. a~c任意點(diǎn)溶液均有c(H+)·c(OH-)=Kw=1.0×10-14
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】.某鹽是一種重要的化工原料,在印染、制革、木材和農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域有重要用途,其溶液可能含有NH4+、Al3+、SO42-、Fe2+、Cl-等若干種離子,某同學(xué)設(shè)計(jì)并完成了如下實(shí)驗(yàn):
根據(jù)以上的實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)象,該同學(xué)得出的結(jié)論不正確的是( )
A.試樣中肯定有NH4+、SO42-和Fe2+
B.試樣中一定沒(méi)有Al3+
C.若氣體甲在標(biāo)準(zhǔn)狀況下體積為0.448 L,沉淀丙和沉淀戊分別為1.07 g和4.66 g,則可判斷溶液中還有Cl-
D.該鹽工業(yè)上可以用作凈水劑
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室研究鋅與酸的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下:
實(shí)驗(yàn)序號(hào) | 鋅質(zhì)量 | 鋅狀態(tài) | c(H2SO4) | V(H2SO4) | 金屬消失時(shí)間 |
1 | 0.10 g | 顆粒 | 0.5mol·L-1 | 50mL | 500s |
2 | 0.10 g | 粉末 | 0.5mol·L-1 | 50mL | 50s |
3 | a g | 顆粒 | 1.0mol·L-1 | 50mL | 125s |
分析上述數(shù)據(jù),回答下列問(wèn)題
(1)實(shí)驗(yàn)1和2表明,_____對(duì)反應(yīng)速率有影響。
(2)實(shí)驗(yàn)1和3研究的是反應(yīng)物濃度對(duì)反應(yīng)速率的影響,則a =________ g。
(3)該同學(xué)研究發(fā)現(xiàn):相同的鋅粒分別與H2SO4、鹽酸反應(yīng)(操作如下圖),現(xiàn)象差異明顯(稀鹽酸中鋅表面產(chǎn)生氣泡的速率要比稀硫酸快)。
該同學(xué)對(duì)產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因,提出兩種假設(shè):
a. 氯離子對(duì)反應(yīng)起促進(jìn)作用,加快了反應(yīng)的進(jìn)行;
b. ________,減緩了反應(yīng)的進(jìn)行。
為進(jìn)一步證實(shí)自己的猜想,該同學(xué)在室溫下,分別取5mL 0.2 mol·L-1鹽酸溶液,一份加入一定量的固體___________ (填“所加試劑化學(xué)式”),另一份作對(duì)比實(shí)驗(yàn),再分別同時(shí)加入完全相同的鋅粒,比較反應(yīng)速率的大小。
(4)鋅粒和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣時(shí),往往加入少量CuSO4粉末,可加快產(chǎn)生H2的速率,其原因是___ (結(jié)合化學(xué)方程式作出合理解釋)。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】下列事實(shí)能說(shuō)明亞硝酸是弱電解質(zhì)的是
①亞硝酸溶液中存在HNO2分子,呈酸性
②用HNO2溶液做導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn),燈泡很暗
③HNO2溶液不與Na2SO4溶液反應(yīng)
④0.1 mol·L-1 HNO2溶液中,c(H+)=0.015 mol·L-1
⑤向水中加入亞硝酸鈉固體,如圖水的電離平衡曲線可以從C點(diǎn)到D點(diǎn)
A.①②③B.②③④C.①②④⑤D.①④⑤
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:
【題目】咖啡酸具有較廣泛的抑菌作用,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式如圖。下列關(guān)于咖啡酸的說(shuō)法不正確的是
A.分子中含有2種含氧官能團(tuán)
B.能與FeCl3溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
C.1mol咖啡酸最多能與3molBr2反應(yīng)
D.1 mol咖啡酸最多能與3molNaOH反應(yīng)
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