(7分)甲醇是可再生燃料,可以利用天然气等物质生产,生产成本低,用途广泛。最近有科学家提出:把含有0.050%CO2的空气(通常情况下空气中CO2的体积分数为0.030%,当空气中CO2的体积分数超过0.050%时,会引起明显的温室效应。)吹入碳酸钾溶液中,然后再想法把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想技术流程如下:
试回答下列问题:
(1)写出吸收池中主要反应的离子方程式:
_______________________________________。
(2)写出合成塔中反应的化学方程式:
____________________________。
(3)若吹入的空气体积为33.6m3(标准状况下),则理论上最多可生产________g甲醇
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(7分)甲醇是可再生燃料,可以利用天然气等物质生产,生产成本低,用途广泛。最近有科学家提出:把含有0.050%CO2的空气(通常情况下空气中CO2的体积分数为0.030%,当空气中CO2的体积分数超过0.050%时,会引起明显的温室效应。)吹入碳酸钾溶液中,然后再想法把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想技术流程如下:
试回答下列问题:
(1)写出吸收池中主要反应的离子方程式:
_______________________________________。
(2)写出合成塔中反应的化学方程式:
____________________________。
(3)若吹入的空气体积为33.6m3(标准状况下),则理论上最多可生产________g甲醇
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最近有科学家提出“绿色自由”的构想:把含有CO2的空气吹入K2CO3溶液中,然后再用高温水气分解出CO2,经与H2化合后转变为甲醇燃料.
(1)在整个生产过程中饱和K2CO3溶液的作用是_______;不用KOH溶液的理由是_________。
(2)在合成塔中,每44g CO2与足量H2完全反应生成甲醇时,可放出49.5kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式_______________;转化过程中可循环利用的物质除了K2CO3外,还有___________。
(3)请评述合成时选择2×105Pa的理由_____________________________________。
(4)BaCO3的溶解平衡可以表示为 BaCO3(s)⇌Ba2++CO32﹣
①写出平衡常数表达式___________________;
②用重量法测定空气中CO2的体积分数时,选用Ba(OH)2而不是Ca(OH)2为沉淀剂,原因之一是:25℃时,BaCO3的溶解平衡常数K=2.58×10﹣9,而CaCO3的溶解平衡常数K=4.96×10﹣9;原因之二是_________________________。
(5)某同学很快就判断出以下中长石风化的离子方程式未配平:
4Na0.5Ca0.5Al1.5Si2.5O6+6CO2+17H2O=2Na++2Ca2++5HCO3﹣+4H4SiO4+3Al2SiO5(OH)4
该同学判断的角度是______________。
(6)甲醇可制成新型燃料电池,总反应为:2CH3OH+3O2+4KOH=2K2CO3+6H2O该电池负极的电极反应式为:CH3OH﹣6e+8OH﹣=CO32﹣+6H2O则正极的电极反应式为:______________。
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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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(14分)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)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)①上述合成反应具有一定的可逆性,从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,而实际生产中采用300°C的温度,其原因是________。
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下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是___________。
A.升高温度 B.充入He(g),使体系压强增大
C.将H2O(g)从体系中分离 D.再充入1mol CO2和3mol H2
(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)常温下,0.1 mol/L KHCO3溶液的pH大于8,则溶液中各种离子浓度由大到小的顺序为:
________。
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(11分)应用化学学科知识,回答下列问题
(1)最近有科学家提出构想:把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。已知在常温常压下:
2CH3OH(l)+3O2(g) = 2CO2(g)+4H2O(g) △H = -1275.6 kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H = -566.0 kJ/mol
H2O(g)=H2O(1) △H = -44.0 kJ/mol
则甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为 ________。
(2)水煤气经压缩升温后进入10m3甲醇合成塔,在催化剂作用下,进行甲醇合成,主要反应是:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g) △H= + 181.6KJ/mol。此反应的平衡常数为160。此温度下,在密闭容器中加入CO、H2,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 | H2 | CO | CH3OH |
浓度/(mol·L-1) | 0.2 | 0.1 | 0.4 |
比较此时正、逆反应速率的大小:v正 v逆 (填“>”、“<”或“=”)。
(3)已知A和B在一定条件下可建立如下平衡:2A(g)+B(g)2C(g)。在500℃时,分别将2 molA和1molB置于恒压容器Ⅰ和恒容容器Ⅱ中(两容器起始容积都为10L),充分反应。
①达到平衡所需时间是Ⅰ Ⅱ(填“>”、“<”或“=”,下同)。达到平衡后,两容器中C的体积分数关系是Ⅰ Ⅱ。
②平衡时,测得容器Ⅱ中的压强减小了30%,则该容器中A的转化率为 。
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(15分)最近科学家提出“绿色自由”构想:把含有大量CO2的空气吹入碳酸钾溶液中,再把CO2从溶液中提取出来,并使之与氢气反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如图所示:
(1)写出分解池中反应的化学方程式为_______________;
(2)在合成塔中,若有4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出4947kJ的热量,试写出该反应的热化学方程式_______________;
(3)已知合成塔中的反应是可逆的,根据平衡移动原理,低温有利于原料气的转化,而实际生产中采用300℃的温度,其原因可能是_______________;
(4)“绿色自由”构想流程中常包括物质的“循环利用”,上述流程中能体现“循环利用”的物质除碳酸钾溶液外,还包括________(化学式)。
(5)300℃时,将CO和H2按1:3的体积比充入密闭容器中,CO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题:
①若其他条件不变,将A点的体积压缩至原来的一半,一段时间后反应再达平衡是,与原平衡比较下列说法正确的是________。
A.CO2的浓度减小
B.正反应速率增大,逆反应速率减小
C.CO2和H2的体积比为1:3
D.CH3OH的体积分数增大
②将1.0molCO2和3.0molH2置于体积不变的密闭容器中,2min时反应达到平衡,此时体系总压强为0.10MPa,用H2表示的反应速率为1.2mol/(L·min),则密闭容器的体积是____L。
(6)甲醇可制作燃料电池。以氢氧化钾溶液为电解质的负极反应式是__________。当转移的电子的物质的量为_______mol时,参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下)。
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最近科学家提出“绿色自由”构想:把含有大量CO2的空气吹入碳酸钾溶液中,再把CO2从溶液中提取出来,并使之与氢气反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如图所示:
(1)写出分解池中反应的化学方程式为_______________;
(2)在合成塔中,若有4.4kg CO2与足量H2恰好完全反应,生成气态的水和甲醇,可放出4947kJ的热量,试写出该反应的热化学方程式_______________;
(3)已知合成塔中的反应是可逆的,根据平衡移动原理,低温有利于原料气的转化,而实际生产中采用300℃的温度,其原因可能是_______________;
(4)“绿色自由”构想流程中常包括物质的“循环利用”,上述流程中能体现“循环利用”的物质除碳酸钾溶液外,还包括________(化学式)。
(5)300℃时,将CO和H2按1:3的体积比充入密闭容器中,CO2的平衡转化率(α)与体系总压强(p)的关系如图所示。根据图示回答下列问题:
①若其他条件不变,将A点的体积压缩至原来的一半,一段时间后反应再达平衡是,与原平衡比较下列说法正确的是________。
A.CO2的浓度减小 |
B.正反应速率增大,逆反应速率减小 |
C.CO2和H2的体积比为1:3 |
D.CH3OH的体积分数增大 |
②将1.0molCO2和3.0molH2置于体积不变的密闭容器中,2min时反应达到平衡,此时体系总压强为0.10MPa,用H2表示的反应速率为1.2mol/(L·min),则密闭容器的体积是____L。
(6)甲醇可制作燃料电池。以氢氧化钾溶液为电解质的负极反应式是__________。当转移的电子的物质的量为_______mol时,参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下)。
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I.甲醇是一种可再生燃料,它的沸点为64.7oC。有科学家提出:把含有过量CO2的空气吹入碳酸钾溶液中,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后得到甲醇,其构想流程如下:
试回答下列问题:
(1)写出吸收池中主要反应的化学方程式________。
(2)在2×105pa、300℃合成塔中,若有440gCO2与H2恰好完全反应生成甲醇和水,放出495kJ的热量,试写出合成塔中发生反应的热化学方程式________。
(3)甲醇的一个重要作用是可以制燃料电池,常用KOH作电解质溶液,负极的电极反应式为:
________。
Ⅱ.二氧化氯(C1O2)为一种黄绿色气体,是国际上公认的高效、广谱、快速、安全的杀菌消毒剂。
(1)工业上制备C1O2的反应原理常采用:2NaC1O3+4HC1=2C1O2↑+C12↑+2H2O+2NaC1。若反应中产生0.1mo1C1O2,则转移电子的物质的量为________mol。
(2)目前已开发出用电解法制取C1O2的新工艺。
①下图示意用石墨做电极,在一定条件下 电解饱和食盐水制取C1O2。写出阳极产生C1O2的电极反应式:____。
②电解一段时间.当阴极产生的气体体积为112mL(标准状况)时,停止电解。
通过阳离子交换膜的阳离子的物质的量为________mol;用平衡移动原理解释阴极区pH增大的原因________。
(3)C1O2对污水中Fe2+、Mn2+、S2-和CN-等有明显的去除效果。某工厂污水中含CN-,现用C1O2将CN-氧化,产物中有两种为气体,其离子反应方程式为________。
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