近年来化学科学家采用“组合转化”技术,将二氧化碳在一定条件下转化为重要的化工原料乙烯:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g);△H=+1411.0 kJ/mol,关于该反应,下列图示与对应的叙述相符的是
A.图1表示该反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
B.图2表示一定条件下反应达到平衡后改变压强反应物的转化率的变化
C.图3表示一定条件下反应达到平衡后改变温度反应平衡常数的变化
D.图4 表示一定条件下反应达到平衡后改变温度、压强产物百分含量的变化
高三化学选择题中等难度题
近年来化学科学家采用“组合转化”技术,将二氧化碳在一定条件下转化为重要的化工原料乙烯:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g);△H=+1411.0 kJ/mol,关于该反应,下列图示与对应的叙述相符的是
A.图1表示该反应分别在有、无催化剂的情况下反应过程中的能量变化
B.图2表示一定条件下反应达到平衡后改变压强反应物的转化率的变化
C.图3表示一定条件下反应达到平衡后改变温度反应平衡常数的变化
D.图4 表示一定条件下反应达到平衡后改变温度、压强产物百分含量的变化
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为保护环境,科学家致力二氧化碳的“组合转化”技术研究,把过多的二氧化碳转化为有益于人类的物质,如将CO2与H2混合,在一定条件下以1:3的比例发生反应,生成某种重要的化工原料和水,该化工原料可能是
A.烷烃 B.烯烃 C.炔烃 D.芳香烃
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I.“低碳经济”时代,科学家利用“组合转化”等技术对CO2进行综合利用。
(1)CO2和H2在一定条件下可以生成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2==CH2(g)+4H2O(g) △H=a kJ·mol-1
已知:H2(g)的燃烧热为285.8 kJ·mol-1,CH2=CH2(g)的燃烧热为1411.0 kJ·mol-1,H2O(g)= H2O(l)
△H=-44.0 kJ·mol-1,则a=______kJ·mol-1。
(2)上述生成乙烯的反应中,温度对CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率影响如图,下列有关说法不正确的是_______(填序号)
①温度越高,催化剂的催化效率越高
②温发低于250℃时,随着温度升高,乙烯的产率增大
③M点平衡常数比N点平衡常数大
④N点正反应速率一定大于M点正反应速率
⑤增大压强可提高乙烯的体积分数
(3)2012年科学家根据光合作用原理研制出“人造树叶”。右图是“人造树叶”的电化学模拟实验装置图,该装置能将H2O和CO2转化为O2和有机物C3H8O。阴极的电极反应式为:__________________。
II.为减轻大气污染,可在汽车尾气排放处加装催化转化装置,反应方程式为:
2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g)。
(4)上述反应使用等质量的某种催化剂时,温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响对比实验如下表,c(NO)浓度随时间(t)变化曲线如下图:
①表中a=___________。
②实验说明,该反应是__________反应(填“放热”或“吸热”)。
③若在500℃时,投料NO的转化率为80%,则此温度时的平衡常数K=_____。
(5)使用电化学法也可处理NO的污染,装置如右图。已知电解池阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:______。吸收池中除去NO的离子方程式为:_________________。
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I.“低碳经济”时代,科学家利用“组合转化”等技术对CO2进行综合利用。
(1) CO2和H2在一定条件下可以生成乙烯:6H2(g)+2CO2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=akJ·mol-1已知:H2(g)的燃烧热为285.8kJ·mol-1,CH2=CH2(g)的燃烧热为1411.0kJ·mol-1,H2O(g)=H2O(l)
△H=-44.0kJ·mol-1,则a=______kJ·mol-1。
(2)上述生成乙烯的反应中,温度对CO2的平衡转化率及催化剂的催化效率影响如图,下列有关说法不正确的是_______(填序号)
①温度越高,催化剂的催化效率越高
②温度低于250℃时,随着温度升高,乙烯的产率增大
③M点平衡常数比N点平衡常数大
④N点正反应速率一定大于M点正反应速率
⑤增大压强可提高乙烯的体积分数
(3)2012年科学家根据光合作用原理研制出“人造树叶”。右图是“人造树叶”的电化学模拟实验装置图,该装置能将H2O和CO2转化为O2和有机物C3H8O。
阴极的电极反应式为::_________________________
II.为减轻大气污染,可在汽车尾气排放处加装催化转化装置,反应方程式为:
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。
(4)上述反应使用等质量的某种催化剂时,温度和催化剂的比表面积对化学反应速率的影响对比实验如下表,c(NO)浓度随时间(t)变化曲线如下图:
①表中a=___________。
②实验说明,该反应是__________反应(填“放热”或“吸热”)。
③若在500℃时,投料=1,NO的转化率为80%,则此温度时的平衡常数K=_____。
(5)使用电化学法也可处理NO的污染,装置如右图。已知电解池阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:__________。吸收池中除去NO的离子方程式为:__________________。
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科学家利用“组合转化”等技术对CO2进行综合利用。如用H2 和CO2在一定条件下可以合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=a kJ/mol
(1)已知:①H2和CH2=CH2的燃烧热(△H)分别为-285.8kJ/mol和-1411kJ/mol
②H2O(g)= H2O(l) △H=-44 kJ/mol 则a= kJ/mol。
(2)不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法不正确的是 (填序号)。
①不同条件下反应,N点的速率最大
②温度低于250℃时,随温度升高乙烯的产率增大
③M点时平衡常数比N点时平衡常数大
④实际反应应尽可能在较低的温度下进行,以提高 CO2的转化率
(3)若在密闭容器中充入体积比为 3∶1的 H2 和CO2,则图中M点时,产物CH2=CH2的体积分数为 ;若要进一步提高乙烯的体积分数,可采取的措施有 。
(4)科学家开发了一种新型陶瓷(主要成分为Li4SiO4),在500℃时可高效吸收CO2,同时生成 Li2CO3;该材料在700℃时可再生循环。请写出表示该过程的化学方程式________。
(5)利用高温电解技术可将CO2转化为高热值的燃料CO:
电极a发生 (填“氧化”或“还原”)反应;电极反应式为 。
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科学家利用“组合转化”等技术对CO2进行综合利用。如用H2 和CO2在一定条件下可以合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=a kJ·mol-1
⑴已知:①H2和CH2=CH2的燃烧热(△H)分别为-285.8kJ·mol-1和-1411kJ·mol-1
②H2O(g)= H2O(l) △H=-44 kJ·mol-1 则a= kJ·mol-1。
⑵不同温度对CO2的转化率及催化剂的效率影响如图所示,下列有关说法不正确的是______(填序号)。
①不同条件下反应,N点的速率最大
②温度低于250℃时,随温度升高乙烯的产率增大
③M点时平衡常数比N点时平衡常数大
④实际反应应尽可能在较低的温度下进行,以提高
CO2的转化率
⑶若在密闭容器中充入体积比为 3∶1的 H2 和CO2,则图中M点时,产物CH2=CH2的体积分数为 ;若要进一步提高乙烯的体积分数,可采取的措施有 。
⑷科学家开发了一种新型陶瓷(主要成分为Li4SiO4),在500℃时可高效吸收CO2,同时生成 Li2CO3;该材料在700℃时可再生循环。请写出表示该过程的化学方程式____________________。
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CO2既是温室气体,也是重要的化工原料,以CO2为原料可合成多种有机物。
(1)CO2用于生产乙烯,已知:2CO2(g)+6H2(g)CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=QkJ/mol。一定条件下,按不同的投料比X[X=]向某容积可变的恒压密闭容器中充入CO2、H2,测得不同投料比时CO2的转化率与温度的关系如图所示。
①X1___X2(填“>”或“<”,后同),Q___0。
②图中A、B、C三点对应的平衡常数KA、KB、KC的大小关系为___。
(2)常温下,用NaOH溶液作CO2捕捉剂不仅可以降低碳排放,而且可得到重要的化工产品Na2CO3。
①若某次捕捉后得到pH=10的溶液,则溶液中c(CO):c(HCO)=___[常温下K1(H2CO3)=4.4×10-7、K2(H2CO3)=5×10-11]。
②欲用5LNa2CO3溶液将23.3gBaSO4固体全都转化为BaCO3,则所用的Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为___。[已知:常温下Ksp(BaSO4)=1×10-7、Ksp(BaCO3)=2.5×10-6].(忽略溶液体积积的变化)
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乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) ΔH<0
(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的ΔH=_________kJ·mol1。(用含a、b的式子表示)
(2)几种化学键的键能如表所示,实验测得上述反应的ΔH= −152 kJ·mol1,则表中的x=___________。
化学键 | C=O | H-H | C=C | C-H | O-H |
键能/(kJ·mol-1) | 803 | 436 | x | 414 | 463 |
(3)向1 L恒容密闭容器中通入1 mol CO2和n mol H2,在一定条件下发生上述反应,测得CO2的转化率α(CO2)与反应温度、投料比X[ n(H2)/n(CO2 )]的关系如图所示。
①X1_________(填“>”、“<”或“=”,下同)X2;
②平衡常数KA_______KB,KB________KC;
③若B点时X=3,则平衡常数KB=_____________(代入数据列出算式即可);
④下列措施能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的是(__________)
a.升高温度 b.加入催化剂 c.增大投料比X d.将产物从反应体系中分离出来
(4)以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。则N极上的电极反应式为:_______________;该电解池中所发生的总反应的化学方程式为:__________________。
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化学变化中伴随着能量的转化,在理论研究和生产生活中有很重要的作用。
Ⅰ.催化剂是化工技术的核心,绝大多数的化工生产均需采用催化工艺。
(1)人们常用催化剂来选择反应进行的方向.图1所示为一定条件下1 mol CH3OH 与O2发生反应时.生成CO、CO2或HCHO的能量变化图[反应物O2(g)和生成物H2O(g)略去]。在有催化剂作用下,CH3OH与O2反应主要生成________(填“CO”、“CO2”或“HCHO”);2HCHO(g)+O2(g)=2CO(g)+2H2O(g) △H=________。
Ⅱ.第三代混合动力车,可以用电动机,内燃机或二者结合推动车辆。汽车上坡或加速时,电动机提供推动力,降低汽油的消耗;在刹车或下坡时,电池处于充电状态。
(2)混合动力车的内燃机以汽油为燃料,汽油(以辛烷C8H18计)和氧气充分反应,生成1 mol 水蒸气放热550kJ;若1 g水蒸气转化为液态水放热2.5kJ,则辛烷燃烧热的热化学方程式为_____________。
(3)混合动力车目前一般使用镍氢电池,该电池中镍的化合物为正极,储氢金属(以M表示)为负极,碱液(主要为KOH)为电解质溶液。镍氢电池充放电原理示意如图,其总反应式为: H2+2NiOOH2Ni(OH)2。
根据所给信息判断,混合动力车上坡或加速时.乙电极周围溶液的pH______(填“增大”,“减小”或“不变”),该电极的电极反应式为_______________。
(4)远洋轮船的钢铁船体在海水中易发生电化学有腐蚀中的______腐蚀。为防止这种腐蚀,通常把船体与浸在海水里的Zn块相连,或与像铅酸蓄电池这样的直流电源的______(填“正”或“负”)极相连。
Ⅲ.A、B、C三种强电解质,它们在水中电离出的离子如表所示:
阳离子 | Ag+ Na+ |
阴离子 | NO3- SO42 - Cl- |
如图1所示的装置中,甲、乙、丙三个烧杯依次分别盛放足量的A、B、C三种溶液。电极均为石墨电极。接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加了27克。常温下各烧杯中溶液的pH与电解时间t的关系图如图2所示。据此回答下列问题:
(5)M为电源的______极(填写“正”或“负”),甲为__________(填写化学式)。
(6)计算电极f上生成的气体在标准状况下的体积_________。
(7)写出乙烧杯中的电解池反应______________________。
(8)若电解后甲溶液的体积为25 L,则该溶液的pH为_______。
(9)要使丙恢复到原来的状态,应加入_______g______。(填写化学式)
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