高三化学解答题中等难度题
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(14分) 为解决大气中CO2的含量增大的问题,某科学家提出“绿色自由”构想:把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇。“绿色自由”构想的部分技术流程如下:
(1)合成塔中反应的化学方程式为________;△H<0。该反应为可逆反应,从平衡移动原理分析,低温有利于提高原料气的平衡转化率。而实际生产中采用300℃的温度,除考虑温度对反应速率的影响外,还主要考虑了________。
(2)从合成塔分离出甲醇的原理与下列________ 操作的原理比较相符(填字母)
A.过滤 B.分液 C.蒸馏 D.结晶
工业流程中一定包括“循环利用”,“循环利用”是提高效益、节能环保的重要措施。“绿色自由”构想技术流程中能够“循环利用”的,除K2CO3溶液和CO2、H2外,还包括________。
(3)一定条件下,向体积为1 L的密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化曲线如图所示。下列叙述中,正确的是________。
A.升高温度能使增大
B.反应达到平衡状态时,CO2的平衡转化率为75%
C.3 min时,用CO2的浓度表示的正反应速率等于用CH3OH的浓度表示的逆反应速率
D.从反应开始到平衡,H2的平均反应速率υ(H2)=0.075 mol•L-1•min-1
(4) 如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。
巳知
写出C02(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式
___________ _____。
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(16分)为解决大气中CO2的含量增大的问题,某科学家提出“绿色自由”构想:把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇。“绿色自由”构想的部分技术流程如下:
合成塔中反应的化学方程式为 ;△H<0。从平衡移动原理分析,低温有利于提高原料气的平衡转化率。而实际生产中采用300℃的温度,除考虑温度对反应速率的影响外,还主要考虑了 。
从合成塔分离出甲醇的原理与下列 操作的原理比较相符(填字母)。
A.过滤 B.分液 C.蒸馏 D.结晶
(3)工业流程中一定包括“循环利用”,“循环利用”是提高效益、节能环保的重要措施。“绿色自由”构想技术流程中能够“循环利用”的,除K2CO3溶液和CO2、H2外,还包括 。
(4)在体积为2L的合成塔中,充入2 mol CO2和6 mol H2,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。从反应开始到平衡,v(H2) =______________;能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的措施有 。
(5)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。
巳知CH4(g)+2O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-890.3kJ/mol
H2 (g)+ O2(g)= H2O(l) ΔH2=-285.8kJ/mol
写出CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式________________。
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(12分)为解决大气中CO2的含量增大的问题,某科学家提出“绿色自由”构想:把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇。“绿色自由”构想的部分技术流程如下
(1)合成塔中反应的化学方程式为________;△H<0。从平衡移动原理分析,低温有利于提高原料气的平衡转化率。而实际生产中采用300℃的温度,除考虑温度对反应速率的影响外,还主要考虑了________。
(2)从合成塔分离出甲醇的原理与下列________ 操作的原理比较相符(填字母)
A.过滤 B.分液 C.蒸馏 D.结晶
工业流程中一定包括“循环利用”,“循环利用”是提高效益、节能环保的重要措施。“绿色自由”构想技术流程中能够“循环利用”的,除K2CO3溶液和CO2、H2外,还包括________.
(3)在体积为2L的合成塔中,充人2 mol CO2和6 mol H2,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。
从反应开始到平衡,V(H2) =______________;能使平衡体系中nCH3OH)/n(CO2)增大的措施有________________。
(4) 如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。
巳知
写出C02(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式________________。
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(12分)(1)有科学家提出“绿色自由”的构想:将CO2变为燃料或有机化学品。其构想分成3个步骤:
① 利用浓碳酸钾溶液吸收空气中的CO2;
② 将第①步吸收液电解产生H2和O2,同时分离出CO2;
③ 将第②步产生的H2和CO2在一定条件下转化成CH4和水蒸气。
已知:H2(g)+0.5O2(g)=H2O(l) △H1= —285.8 kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H2= —889.6 kJ/mol
H2O(l)=H2O(g) △H3= +44.0 kJ/mol
第③步反应的热化学方程式为________。
(2)使用合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为原料,以HCl-NH4Cl为电解质溶液构成新型燃料电池,同时达到固氮作用。该电池的正极反应式为,溶液中H+向________极移动(选择填写“正”或“负”)。
(3)某催化剂的主要成分是FeO、Fe2O3,当催化剂中Fe2+与Fe3+的物质的量之比为1:2时,其催化活性最高。以Fe2O3为原料制备上述催化剂,可向其中加入适量炭粉,发生如下反应:
2Fe2O3+C4FeO+CO2。为制得这种活性最高的催化剂,应向480 g Fe2O3粉末中加入炭粉的质量为_____g。
(4)在T℃时,向2L固定体积的密闭容器中加入4 mol A和2 mol B,发生如下反应:
2A(g) + B(g) C(g) + D(g) △H = Q kJ·mol-1
当反应达到平衡时,A的转化率为50﹪。
(ⅰ)在一定条件下,反应可以自发向右进行,可知Q __________0 (填“﹤”、“﹥”或“﹦”)。
(ⅱ)维持温度不变,若向该容器中加入的物质及量如下,使起始时v(正)>v(逆)且达到平衡时C的百分含量为20﹪。下列符合要求的是________
A.2 mol A、1 mol B B.1 mol He、3 mol A、1.5 mol B、0.5molC、0.5mol D
C.2 mol C、2 mol D D.2 molA、1mol B、1 mol C、1 mol D
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(12分)
为减小和消除CO2对环境的影响,有科学家提出“绿色自由”构想。即先把空气吹人碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,并使之变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下:
(1)写出分解池中反应的化学方程式________。
(2)在合成塔中,当有4.4kg CO2与足量H2完全反应,可放出热量4947 kJ,写出合成塔中反应的热化学方程式________。
(3)写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池的负极反应式________。
当电子转移为________mol时,参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下)。
(4)在体积为l L的密闭容器中,充人1mol CO2和3molH2在500°C下发生反应。有关物质的浓度随时问变化如下图所示。
①从反应开始到平衡,H2的平均反应速率v(H2)=________。
②若其他条件不变,只将温度提高到800°C,再次达平衡时,n(CH3OH)/n(CO2)比值________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
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过度排放CO2会造成温室效应,最近科学家提出“绿色自由”构想:把空气吹入碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。“绿色自由”构想技术流程如下:
(1)写出吸收池中主要反应的离子方程式________;
在合成塔中,若有2.2kgCO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出2473.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式________。
(2)“绿色自由”构想技术流程中常包括物质和能量的“循环利用”,上述流程中能体现“循环利用”的除碳酸钾溶液外,还包括________。
(3)甲醇可制作燃料电池。写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式________。当电子转移的物质的量为________时,参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下)。
(4)工业上常以CO和H2为主要原料,生产甲醇。
某密闭容器中充有10 mol CO与20mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g);CO的转化率(α)与温度、压强的关系如下图所示。
①若A、B两点表示在某时刻达到的平 衡状态,此时在A点时容器的体积为10L,则该温度下的平衡常数K=________;此时在B点时容器的体积VB________10L(填“大于”、“小于”或“等于”)。
②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA________tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。
③在不改变反应物用量情况下,为提高 CO转化率可采取的措施是(答出两点即可)。
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