“节能减排”,减少全球温室气体排放,意义十分重大。二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一,科学家利用溶液喷淋“捕捉”空气中的。
(1)使用过量溶液吸收,反应的离子方程式为________;若含有3molNaOH的溶液“捕捉”了22.4L气体(标准状况),则所得溶液中钠与碳元素的物料守恒关系式为__________(用离子浓度的关系式表示)。
(2)①以和为原料可合成化肥尿素[]。已知:
①
②
③
试写出和合成尿素和液态水的热化学方程式__________。
②通过反应可转化为,在催化剂作用下CO和反应生成甲醇: 某容积可变的密闭容器中充有10molCO与20mol,CO的平衡转化率(a)与温度、压强的关系如下图所示。
A.若A点表示在某时刻达到的平衡状态,此时容器的容积为VL,则该温度下的平衡常数K=__________;平衡状态B点时容器的容积_______VL。(填“大于”、“小于”或“等于”)
B.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_______(填“>”、“<”或“=”)
C.在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是________(写出一种即可)。
高三化学填空题极难题
“节能减排”,减少全球温室气体排放,意义十分重大。二氧化碳的捕捉与封存是实现温室气体减排的重要途径之一,科学家利用溶液喷淋“捕捉”空气中的。
(1)使用过量溶液吸收,反应的离子方程式为________;若含有3molNaOH的溶液“捕捉”了22.4L气体(标准状况),则所得溶液中钠与碳元素的物料守恒关系式为__________(用离子浓度的关系式表示)。
(2)①以和为原料可合成化肥尿素[]。已知:
①
②
③
试写出和合成尿素和液态水的热化学方程式__________。
②通过反应可转化为,在催化剂作用下CO和反应生成甲醇: 某容积可变的密闭容器中充有10molCO与20mol,CO的平衡转化率(a)与温度、压强的关系如下图所示。
A.若A点表示在某时刻达到的平衡状态,此时容器的容积为VL,则该温度下的平衡常数K=__________;平衡状态B点时容器的容积_______VL。(填“大于”、“小于”或“等于”)
B.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_______(填“>”、“<”或“=”)
C.在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是________(写出一种即可)。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
碳捕捉技术即是二氧化碳的捕集、利用与封存(CCUS),是实现温室气体减排的重要途径之一,更是我国能源领域的一个重要战略方向,CCUS或许发展成一项重要的新兴产业。
I.利用CO2加氢合成低碳烯烃技术就是重要的应用之一。以合成C2H4为例,其合成反应为:6H2(g)+2CO2(g) CH2=CH2(g)+4H2O(g) ΔH1 ;已知H2的燃烧热为△H2;CH2=CH2(g)的燃烧热为△H3;H2O(l)= H2O(g)的热效应为△H4。
(1)ΔH1=__________________(请用△H2、△H3、△H4表示),若将1mol CO2与3mol H2充入10L的恒容密闭容器中,达到平衡后,平衡浓度、CO2转化率与温度的关系分别如图1和图2所示,请回答下列问题:
(2)图1中曲线c代表物质的电子式___________________。
(3)该反应在较低温度时能自发进行,请分析其原因:______________________________。
(4)结合图1和图2,下列说法一定正确的是 __________。
A.其他条件不变,T1℃、增大压强,再次达到平衡时c(H2)比A点的c(H2)大
B.平衡常数:KM>KN
C.生成乙烯的速率:v(M)小于v(N)
(5)计算图2中M点时,乙烯的体积分数________________。(保留二位有效数字)
II.利用电解法也可将CO2制得乙烯,如图3所示,电极b是太阳能电池的________极,
电解时其中a极对应电解槽上生成乙烯的电极反应式为______________________________。
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)如图是在101 kPa、298 K条件下1 mol NO2和1 mol CO反应生成1 mol CO2和1 mol NO过程中能量变化示意图。
已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH=+179.5 kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH=-112.3 kJ/mol
则在298 K时,反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH= 。
(2)将0.20 mol NO2和0.10 mol CO 充入一个容积恒定为1 L的密闭容器中发生反应,在不同条件下,反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
①下列说法正确的是 (填序号)。
a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到平衡
b.当向容器中再充入0.20 mol NO时,平衡向正反应方向移动,K值增大
c.升高温度后,K值减小,NO2的转化率减小
d.向该容器内充入He气,反应物的体积减小,浓度增大,所以反应速率增大
②计算产物NO2在0~2 min时平均反应速率v(NO2)= mol/(L·min)。
③第4 min时改变的反应条件为 (填“升温”或“降温”)。
④计算反应在第6 min时的平衡常数K= 。若保持温度不变,此时再向容器中充入CO、NO各0.060 mol,平衡将 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极的反应式为 ,当有0.25 mol SO2被吸收,则通过质子(H+)交换膜的H+的物质的量为 。
(4)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其Ksp=2.8×10-9。现将2×10-4 mol/L的Na2CO3溶液与一定浓度的CaCl2溶液等体积混合生成沉淀,计算应加入CaCl2溶液的最小浓度为 。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)下图是在101 kPa,298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中的能量变化示意图。
已知:① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H= +179.5kJ/mol
② 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H= -112.3kJ/mol
请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方程式: ____________________
(2)将0.20 mol NO2和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应,在不同条件下,反应过程中部分物质的浓度变化状况如下图所示。
①下列说法正确的是___________(填序号)。
a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到平衡
b.当向容器中再充入0.20 mol NO时,平衡向正反应方向移动,K增大
c.升高温度后,K减小,NO2的转化率减小
d.向该容器内充入He气,反应物的体积减小,浓度增大,所以反应速率增大
②计算产物NO在0~2 min内平均反应速率v(NO)=__________mol·L-1·min-1
③第4 min时改变的反应条件为__________________。
④计算反应在第6 min时的平衡常数K=________。若保持温度不变,此时再向容器中充入CO、NO各0.060 mol,平衡将________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
高三化学简答题困难题查看答案及解析
随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
(1)下图是在101kPa,298k条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中能量变化示意图。
已知:① N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+179.5kJ/mol
② 2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol
则在298k时,反应:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的△H=________。
(2)将0.20mol NO2和0.10molCO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应,在不同条件下,反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
①下列说法正确的是________。(填序号)
a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到平衡
b.当向容器中加再充入0.20mol NO时,平衡向正反应方向移动,K值增大
c.升高温度后,K值减小,NO2的转化率减小
d.向该容器内充入He气,反应物的体积减小,浓度增大,所以反应反应速率增大
②计算产物NO在0~2min时平均反应速率v(NO)=________mol·L-1·min-1;
③第4min时改变的反应条件为________(填“升温”、“降温”);
④计算反应在第6min时的平衡常数K=________。若保持温度不变,此时再向容器中充入CO、NO各0.060mol,平衡将________移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极的反应式为________,当有0.25molSO2被吸收,则通过质子(H+)交换膜的H+的物质的量为________。
(4)CO2在自然界循环时可与CaCO3反应,CaCO3是一种难溶物质,其KSP=2.8×10-9mol2/L2。现将2×10-4mol/L的Na2CO3溶液与一定浓度的CaC12溶液等体积混合生成沉淀,计算应加入CaC12溶液的最小浓度为________。
高三化学计算题极难题查看答案及解析
随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具体有重要意义。
(1)如图是在101 kPa,298K条件下1mol NO2和1mol CO反应生成1mol CO2和1mol NO过程中的能量变化示意图。
已知:
请写出NO与CO反应生成无污染气体的热化学方
程式: 。
(2)将0.20 mol N02和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1L的密闭容器中发生反应,在不同条件下,反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。
①下列说法正确的是 (填序号)。
a.容器内的压强不发生变化说明该反应达到乎衡
b.当向容器中再充人0. 20 mol NO时,平衡向正反应方向移动,K增大
c.升高温度后,K减小,N02的转化率减小
d.向该容器内充人He气,反应物的体积减小,浓度增大,所以反应速率增大
②计算产物NO在0~2 min内平均反应速率v(NO)= mol·L-1·min-1
③第4 min时改变的反应条件为 (填“升温’’、“降温’’)。
④计算反应在第6 min时的平衡常数K= 。若保持温度不变,此时再向容器中充人CO、NO各0.060 mol,平衡将 移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。其负极反应式为 ,当有0.25 mol SO2被吸收,则通过质子(H+)交换膜的H+的物质的量为 mol。
高三化学填空题极难题查看答案及解析
随着大气污染的日趋严重,“节能减排”,减少全球温室气体排放,研究NOx、SO2、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。有学者想以如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料。
下列说法不正确的是
A. 溶液中H+的移动方向由A极到B极
B. 电池总反应方程式为:2SO2 + O2 + 2H2O = 2H2SO4
C. 正极电极反应式为:SO2+ 2H2O-2e=SO4 2+4H+
D. 当有0.25mol SO2被吸收时,通过H+交换膜的H+的物质的量为0.5mol
高三化学选择题中等难度题查看答案及解析
碳捕集封存作为减少温室气体排放的一种手段,受到许多国家的重视,将捕获的二氧化碳转化为可用产品将促进这技术的推广使用。
I.某校科研小组的同学设计用氢氧化钠溶液来“捕捉”二氧化碳,其基本过程如图装置(部分条件及物质末标出)。
(1)在整个“捕捉”过程中,将NaOH溶液喷成雾状是为了___________,可以循环利用的物质是___________ 。
(2)一定条件下,不同物质的量的CO2与不同体积的1.0mol/L NaOH溶液充分反应放出的热量如下表所示:
反应序号 | CO2的物质的量/mol | NaOH溶液的体积/L | 放出的热量/kJ |
1 | 0.5 | 0.75 | a |
2 | 1.0 | 2.00 | b |
该条件下CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3溶液的热化学方程式为____________ 。
(3) 下列溶液中,同样能用于“捕捉”二氧化碳的是________(填序号)。
A. KNO3溶液 B. CaCl2溶液 C. CuSO4溶液 D. Na2CO3溶液
II.在海洋碳循环中,通过如图所示的途径固碳。
(1)写出钙化作用的离子方程式:______________。
(2)利用如图所示装置从海水中提取CO2,有利于减少环境温室气体含量。
①结合方程式简述提取CO2的原理:________________。
②用该装置产生的物质处理b室排出的海水,合格后排回大海。处理至合格的方法是_____________。
高三化学综合题困难题查看答案及解析
“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题,为了减少空气中的温室气体,并且充分利用二氧化碳资源,科学家们设想了一系列捕捉和封存二氧化碳的方法。
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式如下:
6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ΔH=-76.0 kJ·mol-1
①上述反应中每生成1 mol Fe3O4,转移电子的物质的量为_______mol。
②已知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol-1,则反应:3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
(2)用氨水捕集烟气中的CO2生成铵盐是减少CO2排放的可行措施之一。
①分别用不同pH的吸收剂吸收烟气中的CO2,CO2脱除效率与吸收剂的pH关系如图所示,若烟气中CO2的含量(体积分数)为12%,烟气通入氨水的流量为0.052 m3·h-1(标准状况),用pH为12.81的氨水吸收烟气30min,脱除的CO2的物质的量最多为____________(精确到0.01)。
②通常情况下温度升高,CO2脱除效率提高,但高于40℃时,脱除CO2效率降低的主要原因是______________。
(3)一定条件下,Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2“甲烷化”从而变废为宝,其反应机理如图所示。
①该反应的化学方程式为______________________;反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是_________________。
②向一容积为2 L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2:0.2 mol·L-1、H2:0.8 mol·L-1、CH4:0.8 mol·L-1、H2O:1.6 mol·L-1,CO2的平衡转化率为_________________;300℃时上述反应的平衡常数K=___________________。
③已知该反应正反应放热,现有两个相同的恒容绝热(与外界无热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ,在Ⅰ中充入1molCO2和4molH2,在Ⅱ中充入1molCH4和2molH2O(g),300℃下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是___________________(填字母)。
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅱ中CH4的物质的量分数相同
C.容器Ⅰ中CO2的物质的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO2的转化率与容器Ⅱ中CH4的转化率之和小于1
【答案】 2 +18.7kJ·mol-1 0.13mol 碳酸氢铵受热分解生成二氧化碳,氨水受热挥发 CO2+4H2CH4+2H2O MgOCH2 80% 25 CD
【解析】(1)考查得失电子的计算、热化学反应方程式的计算,①根据反应方程式,只有CO2中C的化合价降低,生成1molFe3O4时消耗0.5molCO2,即转移电子物质的量为0.5×4mol=2mol;②6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) ①,C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) ②,(①+②)/2,得出△H=(-76.0+113.4)/2kJ·mol-1=+18.7kJ·mol-1;(2)考查化学计算、化学反应控制条件,①pH=12.81,此时的CO2脱除效率为91.6%,脱除CO2的物质的量最多为mol=0.13mol;②氨水受热易挥发,温度过高,造成氨水挥发,吸收CO2的量减少,CO2与NH3反应后生成NH4HCO3,NH4HCO3受热分解,造成CO2脱除效率降低;(3)考查化学平衡的计算、勒夏特列原理,①根据反应机理,整个过程中加入物质是CO2和H2,生成的是CH4和H2O,因此反应方程式为CO2+4H2CH4+2H2O;Mg为+2价,H为+1价,O为-2价,因此表现-2价的中间体为MgOCH2;② CO2+4H2CH4+2H2O
平衡: 0.2 0.8 0.8 1.6
变化:0.8 3.2 0.8 1.6
起始:1 4 0 0,CO2的转化率为0.8/1×100%=80%;根据平衡常数的定义,K==25;③A、正反应是放热反应,反应I是向正反应方向进行,温度升高,化学速率快,反应II是向逆反应方向进行,向吸热反应方向进行,温度降低,化学反应速率变缓,故A错误;B、反应I向正反应方向进行,温度升高,容器为恒容绝热,对向正反应方向进行起到抑制,因此两个容器中CH4的质量分数不同,故B错误;C、根据B选项分析,故C正确;D、如果容器是恒温恒容,则CO2的转化率与反应II中CH4的转化率之和为1,因为是恒容绝热容器,转化率都要降低,因此两者转化率的和小于1,故D正确。
点睛:本题的难点是(3)③,学生没有注意到容器是恒容绝热,造成错选,绝热是容器与外界无热量的交换,像A选项,容器I正反应是放热反应,向正反应方向进行,温度升高,化学反应速率增大,容器II,是向逆反应方向进行,是向吸热反应方向进行,温度降低,化学反应速率变缓,因此平时做题时,读题要找到重点。
【题型】综合题
【结束】
11
氢能作为理想的清洁能源之一,已经受到世界各国的普遍关注。氢的存储是氢能应用的主要瓶颈,目前所采用或正在研究的主要储氢方法有:配位氢化物储氢、碳质材料储氢、合金储氢、多孔材料储氢等。
请回答下列问题:
(1)氨硼烷( NH3BH3)是一种潜在的储氢材料,它可由六元环状化合物(HB=NH)3通过3CH4+2(HB=NH)3+6H2O=3CO2+6H3BNH3制得。
①B、C、N、O第一电离能由大到小的顺序为_____________,CH4、H2O、CO2键角由大到小的顺序为_________________。
②1个(HB=NH)3分子中有______个σ键。与(HB=NH)3互为等电子体的分子为________(填分子式)。
③反应前后碳原子的杂化轨道类型分别为__________、____________。
④氨硼烷在高温下释放氢后生成的立方氮化硼晶体具有类似金刚石的结构,但熔点比金刚石低,原因是___________________________。
(2)一种储氢合金由镍和镧(La)组成,其晶胞结构如图所示。
①Ni 的基态原子核外电子排布式为_______________。
②该晶体的化学式为_______________。
③该晶体的内部具有空隙,且每个晶胞的空隙中储存6个氢原子比较稳定。已知:a=m pm,c=n pm;标准状况下氢气的密度为ρg·cm-3;阿伏加德罗常数的值为NA。若忽略吸氢前后晶胞的体积变化,则该储氢材料的储氢能力为______________。 (储氢能力=)
高三化学综合题中等难度题查看答案及解析
“低碳资源”正成为科学家研究的主要课題,为了减少空气中的温室气体,并且充分利用二氧化碳资源,科学家们设想了一系列捕捉和封存二氧化碳的方法。
(1)有科学家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相关热化学方程式如下:
6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H=-76.0kJ·mol-1
①己知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H=+113.4kJ·mol-1
则反应:3FeO(s)+H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=______________。
(2)用氨水捕集烟气中的CO2生成铵盐是减少CO2排放的可行措施之一。
①分別用不同pH的吸收剤吸收烟气中的CO2,CO2脱除效率与吸收剂的pH关系如下图所示,若烟气中CO2的含量(体积分数)为12%,烟气通入氨水的流量为0.052 m3·h-1(标准状况),用pH为12.81的氨水吸收烟气30min,脱除的CO2的物质的量最多为_________ (精确到0.01)。
②通常情况下温度升高,CO2脱除效率提高,但高于40℃时,脱除CO2效率降低的主要原因是_________________ 。
(3)一定条件下,Pd-Mg/SiO2催化剂可使CO2“甲烷化”从而变废为宝,其反应机理如下图所示。
①该反应的化学方程式为___________________;反应过程中碳元素的化合价为-2价的中间体是__________________________。
②向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃时发生上述反应,达到平衡时各物质的浓度分别为CO2:0.2mol·L-1、H2:0.8 mol·L-1、CH4:0.8 mol·L-1、H2O:1.6 mol·L-1,CO2的平衡转化率为___________________。
③己知该反应正反应放热,现有两个相同的恒容绝热(与外界无热量交换)密闭容器Ⅰ、Ⅱ,在Ⅰ中充入1molCO2和4molH2,在Ⅱ中充入1molCH4和2molH2O(g),300℃下开始反应。达到平衡时,下列说法正确的是_____________(填字母)。
A.容器Ⅰ、Ⅱ中正反应速率相同
B.容器Ⅰ、Ⅱ中CH4的物质的量分数相同
C.容器Ⅰ中CO2的物质的量比容器Ⅱ中的多
D.容器Ⅰ中CO2的转化率与容器Ⅱ中CH4的转化率之和小于1
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