Ⅰ.在一定条件下,科学家利用从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇,其过程如下图所示,试回答下列问题:
(1)该合成路线对于环境保护的价值在于 。
(2)15~20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱碱性,上述合成线路中用作CO2吸收剂。用离子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱碱性的原因 。
(3)CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5 kJ/mol、△H=-285.8 kJ/mol,写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式: 。
Ⅱ.将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:
2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
投料比[n(H2) / n(CO2)] | 500 K | 600 K | 700 K | 800 K |
1.5 | 45% | 33% | 20% | 12% |
2.0 | 60% | 43% | 28% | 15% |
3.0 | 83% | 62% | 37% | 22% |
(4)该反应的焓变△H 0,熵变△S 0(填>、<或=)。
(5)用甲醚作为燃料电池原料,在碱性介质中该电池负极的电极反应式 。
(6)若以1.12 L·min-1(标准状况)的速率向该电池中通入甲醚(沸点为-24.9 ℃),用该电池电解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液,通电0.50 min后,理论上可析出金属铜 g。
高三化学填空题困难题
Ⅰ.在一定条件下,科学家利用从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇,其过程如下图所示,试回答下列问题:
(1)该合成路线对于环境保护的价值在于 。
(2)15~20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱碱性,上述合成线路中用作CO2吸收剂。用离子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱碱性的原因 。
(3)CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5 kJ/mol、△H=-285.8 kJ/mol,写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式: 。
Ⅱ.将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:
2CO2(g) + 6H2(g) CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
投料比[n(H2) / n(CO2)] | 500 K | 600 K | 700 K | 800 K |
1.5 | 45% | 33% | 20% | 12% |
2.0 | 60% | 43% | 28% | 15% |
3.0 | 83% | 62% | 37% | 22% |
(4)该反应的焓变△H 0,熵变△S 0(填>、<或=)。
(5)用甲醚作为燃料电池原料,在碱性介质中该电池负极的电极反应式 。
(6)若以1.12 L·min-1(标准状况)的速率向该电池中通入甲醚(沸点为-24.9 ℃),用该电池电解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液,通电0.50 min后,理论上可析出金属铜 g。
高三化学填空题困难题查看答案及解析
(14分)Ⅰ.在一定条件下,科学家利用从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇,其过程如下图所示,试回答下列问题:
(1)该合成路线对于环境保护的价值在于________。
(2)15~20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱碱性,上述合成线路中用作CO2吸收剂。用离子方程式表示乙醇胺水溶液呈弱碱性的原因________。
(3)CH3OH、H2的燃烧热分别为:△H=-725.5kJ/mol、△H=-285.8kJ/mol,写出工业上以CO2、H2合成CH3OH的热化学方程式:________。
Ⅱ.将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:
2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)
已知一定压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下表:
投料比[n(H2) / n(CO2)] | 500 K | 600 K | 700 K | 800 K |
1.5 | 45% | 33% | 20% | 12% |
2.0 | 60% | 43% | 28% | 15% |
3.0 | 83% | 62% | 37% | 22% |
(4)该反应的焓变△H________0,熵变△S___0(填>、<或=)。
(5)用甲醚作为燃料电池原料,在碱性介质中该电池负极的电极反应式________。若以1.12 L·min-1(标准状况)的速率向该电池中通入甲醚(沸点为-24.9 ℃),用该电池电解500 mL 2 mol·L-1 CuSO4溶液,通电0.50 min后,理论上可析出金属铜________g。
高三化学填空题简单题查看答案及解析
二甲醚(CH3OCH3,沸点为-24.9℃)被称为21世纪的新型能源。科学家利用太阳能分解水生成的氢气与从烟道气中分离出的CO2在催化剂作用下合成二甲醚,并开发出直接以二甲醚为燃料的燃料电池。其合成流程如下:
(1)已知:CH3OCH3(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为:△H= -1455.0kJ·mol-1、△H= -285.8 kJ·mol-1。写出以CO2、H2合成CH3OCH3的热化学方程式:________;
(2)15~20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱碱性,上述合成线路中用作CO2吸收剂。写出吸收CO2反应的化学方程式________;
(3)一定条件下用CO2和H2合成二甲醚,反应物气流量对CO2的转化率、二甲醚的选择性(是指转化生成二甲醚的碳占已转化碳的比例)影响结果如图1所示,当控制气流量为28mL· min-1时,则生成0.3mol二甲醚需要通入CO2的物质的量为________;
图1 图2
(4)图2为二甲醚燃料电池示意图。
①a电极的电极反应式为________;
②若以1.12 L·min-l(标准状况)的速率向该电池中通入二甲醚,用该电池电解50mL2 mol·L-1 CuSO4溶液,通电0.50 min后,计算理论上可析出金属铜的质量为。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
二甲醚(CH3OCH3,沸点为-24.9℃)被称为21世纪的新型能源。科学家利用太阳能分解水生成的氢气与从烟道气中分离出的CO2在催化剂作用下合成二甲醚,并开发出直接以二甲醚为燃料的燃料电池。其合成流程如下:
(1)已知:CH3OCH3(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为:△H= -1455.0kJ·mol-1、△H= -285.8 kJ·mol-1。写出以CO2、H2合成CH3OCH3的热化学方程式:________;
(2)15~20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱碱性,上述合成线路中用作CO2吸收剂。写出吸收CO2反应的化学方程式________;
(3)一定条件下用CO2和H2合成二甲醚,反应物气流量对CO2的转化率、二甲醚的选择性(是指转化生成二甲醚的碳占已转化碳的比例)影响结果如图1所示,当控制气流量为28mL· min-1时,则生成0.3mol二甲醚需要通入CO2的物质的量为________;
图1 图2
(4)图2为二甲醚燃料电池示意图。
①a电极的电极反应式为________;
②若以1.12 L·min-l(标准状况)的速率向该电池中通入二甲醚,用该电池电解50mL2 mol·L-1 CuSO4溶液,通电0.50 min后,计算理论上可析出金属铜的质量为。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
研究反应过程的热量变化对于生产生活有重要意义。
Ⅰ.甲醇是重要的化工原料。利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在一定条件下合成甲醇。请按要求回答下列问题:
(1)反应CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)在使用和未使用催化剂时,反应过程和能量的对应关系如图所示。下列说法正确的是___(填字母代号)。
A.该可逆反应的正反应为吸热反应
B.断裂反应物中的化学键所吸收的总能量小于形成生成物中的化学键所释放的总能量
C.曲线b是使用了催化剂对应的曲线,且加入催化剂后,反应热变小
(2)CO、CO2和H2在合成过程中发生的主要反应如下:
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1=-99 kJ·mol-1
②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=-58 kJ·mol-1
③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) ΔH3
则ΔH3=____。
(3)直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于其结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC的工作原理如图所示:
则通入a气体的电极是电池的____(填“正”或“负”)极,其电极反应式为___。
Ⅱ.已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态下,有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如图所示:
(1)在一定温度下,测得硫蒸气的平均摩尔质量为80 g·mol-1,则该蒸气中S2的体积分数不小于_____。
(2)若已知硫氧键的键能为d kJ·mol-1,氧氧键的键能为e kJ·mol-1,S(s)+O2(g)===SO2(g)ΔH=-a kJ·mol-1,则S8中硫硫键的键能为_____。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
(16分)二甲醚(CH30CH3,沸点为-24.9℃)被称为21世纪的新型能源。科学家利用太阳能分解水生成的氢气与从烟道气中分离出的C02在催化剂作用下合成二甲醚,并开发出直接以二甲醚为燃料的燃料电池。其合成流程如下:
(1)已知:CH30CH3(g)、H2(g)的标准燃烧热分别为:△H= -1455.OkJ.mol-1、△H= -285.8 kj.mol-1。写出以CO2、H2合成CH3OCH3的热化学方程式:________。
(2)15~20%的乙醇胺.(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱碱性,上述合成线路中用作C02吸收剂。写出吸收C02反应的化学方程式________。
(3) 一定条件下用C02和H2合成二甲醚,反应物气流量对C02的转化率、二甲醚的选择性(是指转化生成二甲醚的碳占已转化碳的比例)影响结果如图9所示,当控制气流量为28mL.min-1时,则生成0.3mol二甲醚需要通入C02的物质的量为________。
(4)图10为二甲醚燃料电池示意图。
①b电极为________,a电极的电极反应式为________。 该燃料电池的最大障碍是氧化反应不完全而产生________(填物质名称)而导致通入电极的气体通道堵塞。
②若以1.12 L.min-l(标准状况)的速率向该电池中通入二甲醚,用该电池电解500 mL2 rmol.L-1 CuS04溶液,通电0.50 min后,计算理论上可析出金属铜的质量(写出解题过程)。
高三化学填空题简单题查看答案及解析
为了解决能源的可再生及将CO2变废为宝等问题,科学家借鉴自然界的光合作用原理,通过“人工” 光合作用合成了甲醇等液态燃料,因此甲醇又被称为液态太阳燃料。液态太阳燃料的合成及应用如下图所示。 请回答:
(1) 联系自然界的光合作用原理,并结合上述图示, 写出“人工”光合作用的化学方程式;______;在图示转化过程中,太阳能除了储存在甲醇中,还储存在_____中(填化学式)。
(2)图中热催化过程的反应原理为CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)△H。
已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O (g)△H1= -483.6 kJ•mo1-1;
2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H2=-1352.86 kJ•mol-1
△H =_____________。
(3)实验室对热催化反应进行模拟探究:一定温度下,向容积均为2 L 的恒容密闭容器中分别通入1.0 mol CO2(g)和3.0 mol H2(g), 在不同催化剂X、Y 的催化下发生反应。测得5 min时,CO2转化率与温度的变化关系如图所示。
①该反应适宜选用的催化剂为__________(填“X'”或 “Y”)。
②T1K时,a点对应容器在0~5 min内的平均反应速率v(H2)=______;b、c点对应状态下反应物的有效碰撞几率b______c(填“>”“<”或“=”),原因为___________。
③T2K时,若反应前容器内的压强为p, 则该温度下反应的平衡常数KP=_________。 (KP为用分压表示的平衡常数)。
(4)我国化学家结合实验和计算机模拟结果,研究得出热催化反应的一种可能历程如图所示,其中自由基用“•”标出,过渡态用TS表示。
四个过渡态中对反应速率影响最大的是____,理由为____;该步骤的化学方程式为____。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
CCUS是一种二氧化碳的捕获、利用与封存的技术,这种技术可将CO2资源化,产生经济效益。请回答下列问题:
(1)利用废气中的CO2为原料可制取甲醇。一定条件下,在恒容密闭容器中发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)。
①已知:H2(g)、CH3OH(1)的燃烧热(△H)分别为-285.8kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1;CH3OH(1)=CH3OH (g) △H=+35.2kJ•mol-1;H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ•mol-1。
则CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g) △H=___kJ•mol-1。有利于提高H2平衡转化率的条件是___(填选项字母)。
A.高温低压 B.低温高压 C.高温高压 D.低温低压
②某温度下,向体积为2L的容器中充入6molH2、4molCO2,发生反应CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),达到平衡时H2的转化率为50%,其平衡常数为___ (保留两位小数)。
③起始条件(T1℃、2L密闭容器)如表所示:
CO2/mol | H2/mol | CH3OH/mol | H2O/mol | |
I(恒温恒容) | 2 | 6 | 0 | 0 |
II(绝热恒容) | 0 | 0 | 2 | 2 |
达到平衡时,该反应的平衡常数:K(I)___K(Ⅱ)(填“>”“<”或“=”,下同);平衡时CH3OH的浓度:c(I)___c(Ⅱ)。
(2)CO2可用来合成低碳烯烃:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH2=CH2(g)+4H2O(g) △H=-127.8 kJ•mol-1。0.1MPa下,按n(CO2)︰n(H2)=1︰3的投料比充入体积固定的密闭容器中,发生上述反应,不同温度(T)下平衡时的四种气态物质的体积分数(φ)如图所示:
①曲线b、c表示的物质分别为___、___(填化学式)。
②保持温度不变,在体积为VL的恒容容器中以n(CO2)︰n(H2)=2︰3的投料比加入反应物,t0时达到化学平衡。t1时将容器体积瞬间扩大至2VL并保持不变,t2时重新达到平衡。请在图中画出容器内混合气体的平均相对分子质量M随时间的变化趋势图象___。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
新技术的开发应用,不仅有利于改善环境质量,而且能充分开发“废物”的潜在价值。回答下列问题:
(1)用烟道气与氢气来合成甲醇涉及到如下几个反应:
①
②
③
④ _____________。
(2)在容积均为的两个恒容密闭容器中发生反应,有关数据如下:
容器 | 温度 | 起始量 | 达到平衡 | |||
CO转化率 | 所需时间 | |||||
1 | 800 | 2 | 1 | 3 | ||
2 | 800 | 1 | 2 | n | x |
①时该反应的平衡常数___________。
②容器2中,___________,___________。
③若起始时,在恒容密闭容器中加入CO、、、各,则此时___________填“”“”或“”。
(3)反应 可用于捕捉空气中的,为研究温度对捕获效率的影响,在某温度下,将一定量的溶液置于密闭容器中,并充入一定量的气体,在t时刻,测得容器中气体的浓度。然后分别在温度为、、、下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测定气体的浓度,得到的曲线图如下:
①____________填“”“”或“”。区间,变化的原因是_____________。
②已知常温下的电离常数,碳酸的电离常数、,则恰好完全反应时所得的溶液中__________填“”“”或“”。
③在图中所示五种温度下,该反应的平衡常数最大的温度是____________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
新技术的开发应用,不仅有利于改善环境质量,而且能充分开发“废物”的潜在价值。
回答下列问题:
(1)用烟道气与氢气来合成甲醇涉及到如下几个反应:
①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-91kJ·mol-1
②2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=+566kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6kJ·mol-1
④CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)∆H=__kJ·mol-1。
(2)在容积均为2L的两个恒容密闭容器中发生反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),有关数据如下:
①800°C时该反应的平衡常数K=__。
②容器2中x=__,n=___。
③若800℃起始时,在2L恒容密闭容器中加入CO、H2O、CO2、H2各1mol,则此时v正__v逆(填“>”“<”或“=”)。
(3)反应(NH4)2CO3+H2O+CO22NH4HCO3OH可用于捕捉空气中的CO2,为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2效率的影响,在某温度T1下,将一定量的(NH4)2CO3溶液置于密闭容器中,并充入一定量的CO2气体,在t时刻,测得容器中CO2气体的浓度。然后分别在温度为T2、T3、T4、T5下,保持其他初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测定CO2气体的浓度,得到的曲线图如图:
①∆H__0(填“>”“<”或“=”)。T1~T2区间,c(CO2)变化的原因是___。
②已知常温下NH3·H2O的电离常数K=1.8×10-5,碳酸的电离常数K1=4.4×10-7、K2=4.7×10-11,则恰好完全反应时所得的NH4HCO3溶液中c(H+)__c(OH-)(填“>”“<”或“=”)。
③在图中所示五种温度下,该反应的平衡常数最大的温度是__。
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