(本題16分)降低大氣中CO2的含量和有效地開發(fā)利用CO2正成為研究的主要課題。
(1)已知在常溫常壓下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式: 。
(2)在容積為2L的密閉容器中,充入2mol CO2和6mol H2,在溫度500℃時發(fā)生反應(yīng):
CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) △H<0。CH3OH的濃度隨時間變化如圖;卮鹩嘘P(guān)問題:
①從反應(yīng)開始到20分鐘時,H2的平均反應(yīng)速率v(H2)=_________________。
②從30分鐘到35分鐘達(dá)到新的平衡,改變的條件可能是 。
A. 增大壓強 B.加入催化劑 C.升高溫度 D.增大反應(yīng)物的濃度
③列式計算該反應(yīng)在35分鐘達(dá)到新平衡時的平衡常數(shù)(保留2位小數(shù))
④如果在30分鐘時,再向容器中充入2mol CO2和6mol H2,保持溫度不變,達(dá)到新平衡時,CH3OH的濃度____________1mol.L-1(填“>”、“<”或“=”)。
(3)一種原電池的工作原理為:2Na2S2 + NaBr3 Na2S4 + 3NaBr。用該電池為電源,以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)進(jìn)行電解,使CO2在銅電極上可轉(zhuǎn)化為甲烷。
①該電池負(fù)極的電極反應(yīng)式為: 。
②電解池中產(chǎn)生CH4一極的電極反應(yīng)式為: 。
(4)下圖是NaOH吸收CO2后某種產(chǎn)物的水溶液在pH從0至14的范圍內(nèi)H2CO3、HCO3-、CO32-三種成分平衡時的組成分?jǐn)?shù)。
下列敘述正確的是 。
A.此圖是1.0 mol·L-1碳酸鈉溶液滴定1.0 mol·L-1 HCl溶液的滴定曲線
B.在pH分別為6.37及10.25時,溶液中c(H2CO3)=c(HCO3-)=c(CO32-)
C.人體血液的pH約為7.4,則CO2在血液中多以HCO3-形式存在
D.若用CO2和NaOH反應(yīng)制取NaHCO3,宜控制溶液的pH為7~9之間
31.答案(16分)
(1)CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) ΔH=﹣442.8 kJ∕mol (2分)
(2)①0.15 mol/(L·min) (2分)
②D (2分) ③0.15 mol-2.L2 (2分) ④> (2分)
(3)①2S22- - 2e-=S42- (2分) ②CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-(2分)
(4)CD (2分)
【解析】
試題分析: (1)根據(jù)已知方程式和蓋斯定律可得,甲醇不完全燃燒的化學(xué)方程式=(①-②+4×③)/2,所以方程式為CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) ΔH=﹣442.8 kJ∕mol。
(2)①v(H2)=3 v(CH3OH)=0.075 mol/(L·min)
②從30分鐘到35分鐘的過程中,甲醇的濃度瞬間沒有增大,而是逐漸增大,所以該時刻改變的條件不可能是增大壓強;由于加催化劑不能改變甲醇的濃度,所一不可能是加入了催化劑;升高溫度平衡左移,甲醇濃度減小,所以C錯誤;故只能是增大了反應(yīng)物的濃度,使平衡逐漸右移,甲醇濃度逐漸增大,達(dá)到新的平衡,故選D。
③因為在35分鐘時改變的條件是增大了反應(yīng)物濃度,所以沒有改變溫度,所以達(dá)到新平衡時的平衡常數(shù)與原平衡常數(shù)相等,因此有: CO2(g)+ 3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g)
初始濃度(mol/L): 1 3 0 0
轉(zhuǎn)化濃度(mol/L): 0.5 1.5 0.5 0.5
平衡濃度(mol/L): 0.5 1.5 0.5 0.5
所以平衡常數(shù)K=c(CH3OH) c(H2O)/ c(CO2) c3(H2)= 0.5× 0.5 / 0.5× 1.53 ≈0.15 mol-2.L2 .
④在30min再充入等量的反應(yīng)物,相當(dāng)于增大了壓強,平衡要正向移動,所以達(dá)到新平衡后甲醇的濃度比原來平衡時甲醇濃度的2倍還大,因此CH3OH的濃度大于1mol.L-1 。
(3)①從所給的原電池反應(yīng)式可以看出S的化合價升高,所以Na2S2 做氧化劑在負(fù)極失去電子被還原,所以反應(yīng)式為2S22- - 2e-=S42- 。
②電解池中由CO2生成CH4,可以看出生成甲烷的電極是陰極,發(fā)生還原反應(yīng),由于是堿性環(huán)境,所以式子中少O的一端生成OH-,所以電極反應(yīng)式為:CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH- 。
(4)由圖象可以看出,開始H2CO3濃度最大,CO32-濃度最小,圖象為在碳酸中逐滴滴加氫氧化鈉溶液的圖象,故A錯誤; pH為6.37時,c(H2CO3)=c(HCO3-),pH=10.25時,c(HCO3-)=c(CO32-),但三者的濃度不相等,故B錯誤; pH為7.4時,HCO3-的最大,則當(dāng)人體血液的pH約為7.4,則CO2在血液中多以HCO3-的形式存在,故C正確;溶液的pH為7~9之間時,溶液中的陰離子主要以HCO3-形式存在,所以溶液中的溶質(zhì)主要為碳酸氫鈉,故D正確;因此選CD。
考點:本題考查的是反應(yīng)原理題。
科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014廣東省、揭陽一中兩校屆高三5月三;瘜W(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
W、X、Y、Z是四種常見的短周期元素,其原子半徑隨原子序數(shù)變化如圖。已知W的一種核素的質(zhì)量數(shù)為18,中子數(shù)為10;X和Ne原子的核外電子數(shù)相差1;Y的最高正價和最低負(fù)價之和為0;Z的非金屬性在同周期元素中最強。下列說法正確的是
A.對應(yīng)氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性:Y>Z
B.化合物XZW既含離子鍵也含共價鍵
C.對應(yīng)簡單離子半徑:W>X
D.Y的氧化物能與Z或X的最高價氧化物對應(yīng)的水化物反應(yīng)
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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014廣東省第一學(xué)期期終考試高一級化學(xué)科試卷甲卷(解析版) 題型:選擇題
某元素在化學(xué)反應(yīng)中由化合態(tài)變?yōu)橛坞x態(tài),則該元素
A.一定被氧化了 B. 一定被還原了
C.既可能被還原也可能被氧化 D.既不可能被氧化又不可能被還原
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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014廣東省第一學(xué)期期終考試高一級化學(xué)科試卷乙(解析版) 題型:填空題
配制250mL 0.5mol/L NaOH溶液,在下列儀器中:
A 托盤天平 B 量筒 C燒杯 D 玻璃棒 E 漏斗 F 500mL容量瓶
G 藥匙 H 250mL容量瓶 I、 J 坩堝
需要用到的儀器有
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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014廣東省第一學(xué)期期終考試高一級化學(xué)科試卷乙(解析版) 題型:選擇題
將KCl和KBr混合物13.4g溶于水配成500mL溶液,通入過量Cl2,反應(yīng)后將溶液蒸干得固體11.175g,則原所配溶液中K+、Cl-、Br-的物質(zhì)的量濃度之比為:
A.3:2:1 B.1:2:3 C.1:3:2 D.3:1:1
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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014廣東省深圳市高三六校4月聯(lián)考理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
常溫下,對于下列電解質(zhì)溶液,說法正確的是( )
A.pH=1的溶液中,F(xiàn)e3+、I-、NO3-、K+可以大量共存
B.在c(SO)=0.1 mol·L-1的溶液中,Na+、Cl-、H+、Ca2+可以大量共存
C.工業(yè)上用過量的NaOH溶液吸收SO2:SO2 + OH- == HSO3-
D.將AlCl3溶液滴入NaOH溶液中反應(yīng)的離子方程式:Al3+ + 4OH- = AlO2- + 2H2O
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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014廣東省深圳市高考預(yù)測理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:填空題
(本題16分)工業(yè)上利用CO2和H2在一定條件下反應(yīng)合成甲醇。
(1)已知在常溫常壓下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH=-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH=-44.0 kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式:____________ ________
(2)甲醇脫氫可制取甲醛CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g),甲醇的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度變化曲線如下圖所示;卮鹣铝袉栴}:
①脫氫反應(yīng)的△H_____0,600K時,Y點甲醇的υ(正) _____υ(逆)(填“>”或“<”)
②從Y點到X點可采取的措施是_______________________________________________。
③有同學(xué)計算得到在t1K時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為8.1mol·L-1。你認(rèn)為正確嗎?請說明理由__________________________________________________________________________。
(3)納米級Cu2O由于具有優(yōu)良的催化性能而受到關(guān)注。在相同的密閉容器中,使用不同方法制得的Cu2O(Ⅰ)和(Ⅱ)分別進(jìn)行催化CH3-OH的脫氫實驗:
CH3OH(g)HCHO(g)+H2(g)
CH3OH的濃度(mol·L-1)隨時間t (min)變化如下表:
序號 | 溫度 | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
① | T1 | 0.050 | 0.0492 | 0.0486 | 0.0482 | 0.0480 | 0.0480 |
② | T1 | 0.050 | 0.0488 | 0.0484 | 0.0480 | 0.0480 | 0.0480 |
③ | T2 | 0.10 | 0.094 | 0.090 | 0.090 | 0.090 | 0.090 |
可以判斷:實驗①的前20 min的平均反應(yīng)速率 ν(H2)= ;實驗溫度T1 T2(填“>”、“<”);催化劑的催化效率:實驗① 實驗②(填“>”、“<”)。
(4)用CH3-OH、空氣、KOH溶液和石墨電極可構(gòu)成燃料電池。則該電池的負(fù)極反應(yīng)式為:
___________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014廣東省高考預(yù)測理綜化學(xué)試卷二(解析版) 題型:選擇題
下列陳述中,Ⅰ、Ⅱ都正確且兩者間具有因果關(guān)系的一組是
選項 | 陳述Ⅰ | 陳述Ⅱ |
A | FeCl3溶液能腐蝕Cu | Fe的金屬性強于Cu |
B | Na2O2使酚酞溶液變紅 | Na2O2是堿性氧化物 |
C | Cl2可部分與水反應(yīng) | 用排飽和食鹽水法收集Cl2 |
D | 濃H2SO4可干燥NO和SO2 | NO和SO2還原性都弱 |
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科目:高中化學(xué) 來源:2013-2014廣東省揭陽市高三4月第二次模擬理綜化學(xué)試卷(解析版) 題型:選擇題
下列有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)和應(yīng)用敘述正確并且有因果關(guān)系的是
A.燒堿具有堿性,能用于治療胃酸過多
B.焦炭具有還原性,一定條件下能將二氧化硅還原為硅
C.濃硝酸具有強氧化性,能和濃氨水反應(yīng)產(chǎn)生白煙
D.二氧化硫具有漂白性,與氯水混合使用漂白效果更好
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