化学在自然资源的开发和利用中具有重要的意义,下列对其认识不正确的是 ( )
A.利用化学知识和化学规律,人们可以更好的开发和利用资源
B.利用化学知识和化学规律,人们可以制取更多物质,丰富物质世界
C.人们在开发和利用资源的过程中,对环境造成了污染,化学对此无能为力
D.人们对资源的开发和利用过程中,时刻不能忘记资源的可持续性发展
高三化学选择题中等难度题
化学在自然资源的开发和利用中具有重要的意义,下列对其认识不正确的是 ( )
A.利用化学知识和化学规律,人们可以更好的开发和利用资源
B.利用化学知识和化学规律,人们可以制取更多物质,丰富物质世界
C.人们在开发和利用资源的过程中,对环境造成了污染,化学对此无能为力
D.人们对资源的开发和利用过程中,时刻不能忘记资源的可持续性发展
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有效利用现有资源是解决能源问题的一种实际途径。发展“碳一化学”,开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料,经“碳一化学”途径制取乙二醇的过程:
(1)该过程中产生的的CO可继续与水蒸气发生可逆反应得到CO2和H2,此反应的平衡常数表达式K=_____________。
(2)CH3OH(l)气化时吸收的热量为27kJ/mol,CH3OH(g)的燃烧热为677kJ/mol,请写出CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式_____________。
(3)“催化还原”反应制乙二醇原理如下: CH3OOC—COOCH3(g)+4H2(g)HOCH2-CH2OH(g)+2CH3OH(g) △H=-34kJ/mol
为探究实际生产的最佳条件,某科研小组进行了多方面研究。如图表示乙二醇达到平衡时的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]和压强的变化关系,其中三条曲线分别表示体系压强为1.5MPa、2.5MPa、3.5MPa的情况,则曲线丙对应的压强是P(丙)=_____________。
(4)草酸二甲酯水解产物草酸(H2C2O4)为二元中强酸①草酸氢钾溶液中存 在如下平衡: H2OH++OH-、HC2O4-H++C2O42-和____________。
②向0.1mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性,此时溶液中各粒子浓度关系正确的是__________(填序号)。
A.c(K+)+c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)
B.c(K+)=c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2O42-)
C.c(Na+)=c(H2C2O4)+c(C2O42-)
D.c(K+)>c(Na+)
(5)以甲醇为原料,使用酸性电解质构成燃料电池,该燃料电池的负极反应式为_____________;若以甲烷代替该燃料电池中的甲醇,向外界提供相等电量,则每代替3.2g甲醇,所需标准状况下的甲烷的体积为____________L。
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发展“碳一化学”,开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料,经“碳一化学”途径制取乙二醇的过程:
(1)该过程中产生的的CO可继续与水蒸气发生可逆反应得到CO2和H2,此反应的平衡常数表达式K =____________。
(2)CH3OH(l)气化时吸收的热量为27 kJ/mol,CH3OH(g)的燃烧热为677 kJ/mol,请写出CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式_________________。
(3) “催化还原”反应制乙二醇原理如下:
CH3OOC-COOCH3(g)+4H2(g) HOCH2-CH2OH(g)+2CH3OH(g) △H = -34 kJ/mol
为探究实际生产的最佳条件,某科研小组进行了多方面研究。下图表示乙二醇达到平衡时的产率随原料投料比[n(氢气)/n(草酸二甲酯)]和压强的变化关系,其中三条曲线分别表示体系压强为1.5 MPa、2.5 MPa、3.5 MPa的情况,则曲线甲对应的压强是P(甲)=___________。
(4)草酸二甲酯水解产物草酸(H2C2O4)为二元中强酸
① 草酸氢钾溶液中存在如下平衡:
H2OH++OH-、HC2O4-H++C2O42-和________。
② 向0.1 mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性,此时溶液里各粒子浓度关系正确的是________(填序号)。
a.c(K+) = c(HC2O4-) + c(H2C2O4) + c(C2O42-)
b.c(K+) + c(Na+) = c(HC2O4-) + c(C2O42-)
c.c(Na+) = c(H2C2O4) + c(C2O42-)
d.c(K+) > c(Na+)
(5)以甲醇为原料,使用酸性电解质构成燃料电池,该燃料电池的负极反应式为________;若以甲烷代替该燃料电池中的甲醇,向外界提供相等电量,则每代替32 g甲醇,所需标准状况下的甲烷的体积为________L。
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“一碳化学”是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。发展“一碳化学”,开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料,经“一碳化学”途径制取乙二醇的过程:
(1)在容积为2L的密闭容器中,由CO和H2合成乙醇的反应为
2CO(g)+ 4H2(g) CH3CH2OH(g)+ H2O(g),在其他条件不变的情况下,CO的转化率随温度的变化如图所示(注:T1、T2均大于280℃):
①根据上图可推知该反应ΔH_________0(填“>”、“<”或“=”)。
②该反应的平衡常数表达式为____________,降低温度平衡常数将_____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
③下列说法中能判断该反应达到化学平衡状态的是_________(选填编号)。
a.容器中的压强不变 b.混合气体的密度不再变化
c.v正(CO)=2v逆(H2O) d.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(2)草酸二甲酯水解产物草酸(H2C2O4)为二元中强酸
①用离子方程式解释KHC2O4溶液显酸性的原因:_______________。
②向0.1mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性,此时溶液里各粒子浓度关系正确的是________(填序号)。
a.c(K+)=c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2O42-)
b.c(K+)+c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)
c.c(Na+)=c(H2C2O4)+c(C2O42-)
d.c(K+)>c(Na+)
(3)CH3OH(l)气化时吸收的热量为27kJ/mol,CH3OH(g)的燃烧热为677kJ/mol,请写出CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式______________________________。以甲醇为原料,使用酸性电解质构成燃料电池,该燃料电池的负极反应式为_____________。
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“一碳化学”是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。发展“一碳化学”,开发利用我国相对丰富的煤炭资源具有重要的战略意义和经济价值。下面是以焦炭为原料,经“一碳化学”途径制取乙二醇的过程:
(1)在容积为2L的密闭容器中,由CO和H2合成乙醇的反应为
2CO(g)+ 4H2(g) CH3CH2OH(g)+ H2O(g),在其他条件不变的情况下,CO的转化率随温度的变化如图所示(注:T1、T2均大于280℃):
①根据上图可推知该反应ΔH_________0(填“>”、“<”或“=”)。
②该反应的平衡常数表达式为____________,降低温度平衡常数将_____(填“变大”、“变小”或“不变”)。
③下列说法中能判断该反应达到化学平衡状态的是_________(选填编号)。
a.容器中的压强不变 b.混合气体的密度不再变化
c.v正(CO)=2v逆(H2O) d.混合气体的平均相对分子质量不再变化
(2)草酸二甲酯水解产物草酸(H2C2O4)为二元中强酸
①用离子方程式解释KHC2O4溶液显酸性的原因:_______________。
②向0.1mol/L的草酸氢钾溶液里滴加NaOH溶液至中性,此时溶液里各粒子浓度关系正确的是________(填序号)。
a.c(K+)=c(HC2O4-)+c(H2C2O4)+c(C2O42-)
b.c(K+)+c(Na+)=c(HC2O4-)+c(C2O42-)
c.c(Na+)=c(H2C2O4)+c(C2O42-)
d.c(K+)>c(Na+)
(3)CH3OH(l)气化时吸收的热量为27kJ/mol,CH3OH(g)的燃烧热为677kJ/mol,请写出CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式______________________________。以甲醇为原料,使用酸性电解质构成燃料电池,该燃料电池的负极反应式为_____________。
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(16分)活性氧化锌在橡胶、化工、涂料、陶瓷、医药、电子等行业有着广泛的应用。但随着锌资源的不断开发和利用,锌矿资源越来越少,因此研究利用锌二次资源对缓解锌资源枯竭进程具有重要意义。下图是以含锌铜烟尘(火法炼铜的副产品,主要成分是ZnO、CuO和FeO)制备活性氧化锌的工艺流程:
含锌铜烟尘经过预处理后的主要成分为ZnO,还含有少量的CuO和Fe2O3。
(1)操作a名称是____ ,在实验室中,该过程用到的主要玻璃仪器有 。
(2)溶解池中待固体全部溶解后,加入锌粉的作用有:
①将Fe3+还原为Fe2+;② :③调节溶液的pH(控制其在5,0-5.4之间)。
(3)检验溶解池中Fe3+已全部被还原为Fe2+的最佳试剂是 ;
(4)右表列出了几种离子生成氢氧化物沉淀的pH(开始沉淀的pH按金属离子浓度为
1.0 mol-l计算)。反应池中的温度控制在90-95℃,请写出反应池中所发生反应的离子方
程式: 。
开始沉淀的pH | 沉淀完全的pH | |
Fe3+ | 1.1 | 3.2 |
Fe2+ | 5.8 | 8.8 |
2n2+ | 5.9 | 8.9 |
(5)操作b的名称是________ ;
(6)沉淀池中得到的沉淀化学式可以表示为:aZnCO3·bZn(OH)2·cH2O(a、b、c均为整数)。某校化学兴趣小组的同学为了确定其组成,进行如下实验:称取3.59g沉淀进行焙烧,将焙烧过程中产生的气体依次通过足量的浓硫酸和碱石灰,它们分别增重0.72g和0.44g,则该沉淀的组成为 。
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CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
(一)CO2的化学捕获:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为___(写含碳粒子符号)。(室温下,H2CO3的Ka1=4.3×10﹣7;Ka2=5.6×10﹣11)
(2)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温共电解CO/H2,既可实现CO2的减排又可高效制备合成气(CO/H2),其工作原理如图。写出电极A发生的电极反应式___。
(二)CO2的综合利用
(1)CO2与CH4经催化重整制得合成气:
反应Ⅰ.CH4(g)H+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H1
已知氢气、一氧化碳和甲烷的标准燃烧热(25℃)如表所示
物质 | H2(g) | CO(g) | CH4(g) |
标准燃烧热△H/kJ•mol﹣1 | ﹣285.8 | ﹣283.0 | ﹣890.3 |
则反应I的△H=___kJ•mol﹣1。
(2)用CO2催化加氢制取二甲醚的反应为:反应Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g),在10L恒容密闭容器中,均充入2mol CO2和6moH2,分别以铱(Ir)和铈(Ce)作催化剂,反应进行相同的时间后测得的CO2的转化率α(CO2)随反应温度的变化情况如图1。
①根据图1,下列说法不正确的是___。
A.反应Ⅱ的△H<0,△S<0
B.用Ir和Ce作催化剂时,反应Ⅱ的活化能更低的是Ce
C.状态d时,v(正)<v(逆)
D.从状态b到d,α(CO2)先增大后减小,减小的原因可能是温度升高平衡逆向移动
②状态e(900K)时,α(CO2)=50%,则此时的平衡常数K=___。
③若H2和CO2的物质的量之比为n:1,900K时相应平衡体系中二甲醚的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图。_______
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CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。
(一)CO2的化学捕获:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为___(写含碳粒子符号)。(室温下,H2CO3的Ka1=4.3×10﹣7;Ka2=5.6×10﹣11)
(2)固体氧化物电解池(SOEC)用于高温共电解CO/H2,既可实现CO2的减排又可高效制备合成气(CO/H2),其工作原理如图。写出电极A发生的电极反应式___。
(二)CO2的综合利用
(1)CO2与CH4经催化重整制得合成气:
反应Ⅰ.CH4(g)H+CO2(g)⇌2CO(g)+2H2(g)△H1
已知氢气、一氧化碳和甲烷的标准燃烧热(25℃)如表所示
物质 | H2(g) | CO(g) | CH4(g) |
标准燃烧热△H/kJ•mol﹣1 | ﹣285.8 | ﹣283.0 | ﹣890.3 |
则反应I的△H=___kJ•mol﹣1。
(2)用CO2催化加氢制取二甲醚的反应为:反应Ⅱ.2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g),在10L恒容密闭容器中,均充入2mol CO2和6moH2,分别以铱(Ir)和铈(Ce)作催化剂,反应进行相同的时间后测得的CO2的转化率α(CO2)随反应温度的变化情况如图1。
①根据图1,下列说法不正确的是___。
A.反应Ⅱ的△H<0,△S<0
B.用Ir和Ce作催化剂时,反应Ⅱ的活化能更低的是Ce
C.状态d时,v(正)<v(逆)
D.从状态b到d,α(CO2)先增大后减小,减小的原因可能是温度升高平衡逆向移动
②状态e(900K)时,α(CO2)=50%,则此时的平衡常数K=___。
③若H2和CO2的物质的量之比为n:1,900K时相应平衡体系中二甲醚的物质的量分数为x,请在图2中绘制x随n变化的示意图。_______
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CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。CO2 可以被NaOH溶液捕获,其基本过程如下图所示(部分条件及物质未标出)。
(1)下列有关该方法的叙述中正确的是______。
a.能耗大是该方法的一大缺点
b.整个过程中,只有一种物质可以循环利用
c.“反应分离”环节中,分离物质的基本操作是蒸发结晶、过滤
d.该方法可减少碳排放,捕捉到的 CO2还可用来制备各种化工产品
(2)若所得溶液 pH=13,CO2 主要转化为______(写离子符号)。已知 CS2与 CO2分子结构相似, CS2的电子式是______,CS2熔点高于 CO2,其原因是______。
(3)CO2 与 CH4 经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)→2CO(g)+2H2(g)-120kJ,补全下图中 CO2 与 CH4 催化重整反应的能量变化示意图(即,注明生成物能量的大致位置及反应热效应数值)_______________
(4)常温下,在 2L 密闭容器中,下列能说明该反应达到平衡状态的是______。
a.每消耗 16gCH4 的同时生成 4gH2
b.容器中气体的压强不再改变
c.混和气体的平均相对分子质量不发生改变
d.容器中气体的密度不再改变
反应进行到 10 min 时,CO2 的质量减少了 8.8 g,则 0~10 min 内一氧化碳的反应速率是______。
(5)按一定体积比加入 CH4 和 CO2,在恒压下发生反应,温度对 CO 和 H2 产率的影响如图所示。此反应优选温度为 900℃的原因是______。
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