题目内容
【题目】近年科学家提出“绿色自由”构想。把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中,再把CO2从溶液中提取出来,并使之与H2反应生成可再生能源甲醇。其工艺流程如图所示:
(1)分解池中主要物质是_______________。
(2)在合成塔中,若有4400 g CO2与足量H2反应,生成气态的H2O和甲醇,可放出5370 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式_______________。
(3)该工艺在哪些方面体现了“绿色自由”构想中的“绿色”_______________。
(4)一定条件下,往2L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,在不同催化剂作用下发生反应I、反应II与反应III,相同时间内CO2的转化率随温度变化如下图所示:
(图中c点的转化率为66.67%,即转化了2/3)
①催化剂效果最佳的反应是________(填“反应I”,“反应II”,“反应III”)。
②b点v (正)_________v (逆)(填 “>”, “<”, “=”)。
③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是____________。
④c点时该反应的平衡常数K =____________________。
(5)科学家还研究了其它转化温室气体的方法,利用下图所示装置可以将CO2转化为气体燃料CO。该装置工作时,N电极的电极反应式为_______________。
【答案】 KHCO3(或碳酸氢钾) CO2(g)+ 3H2(g)H2O(g)+ CH3OH(g) △H=== -53.7kJ/mol 减少大气中CO2并产生清洁能源甲醇;K2CO3可循环使用;能量可以循环利用,低碳经济等。 反应I > 该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动 K=16/3 (或K=3.70) CO2+2H++2e-===CO +H2O
【解析】(1)把含有大量CO2的空气吹入K2CO3溶液中,碳酸钾与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钾进入到分解池中,故分解池中的主要物质是碳酸氢钾;
(2)根据4400gCO2与足量H2反应,可放出5370 kJ的热量,则1molCO2与H2合成甲醇放出热量为53.70kJ,所以热化学方程式为CO2(g)+ 3H2(g)H2O(g)+ CH3OH(g) △H=== -53.7kJ/mol;
(3)“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“绿色”有减少大气中CO2并产生清洁能源甲醇;K2CO3可循环使用;能量可以循环利用,低碳经济等;
(4)①根据图中信息可知,在相同温度下,反应I的CO2的转化率最高,故其催化剂效果最佳;②a点时达到平衡,故b点时反应往正方向进行,v (正)>v (逆);③若此反应在a点时已达平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是:该反应为放热反应,温度升高,平衡逆向移动,故a点的转化率比c点高;
④往2L恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,
CO2(g)+ 3H2(g)H2O(g)+ CH3OH(g)
开始时的浓度/mol 0.5 1.5 0 0
改变的浓度/mol 0.5× 1.5× 0.5× 0.5×
平衡时的浓度/mol 0.5× 1.5× 0.5× 0.5×
K===3.70;
(5)根据图中信息可知,电子从M电极流向N电极,CO2得电子转化为CO,则N电极的电极反应式为:CO2+2H++2e-=CO +H2O。
【题目】青蒿素是一种有效的抗疟药。常温下,青蒿素为无色针状晶体,难溶于水,易溶于有机溶剂,熔点为156~157℃。提取青蒿素的方法之一是乙醚浸取法,提取流程如下:
请回答下列问题:
(l)对青蒿进行破碎的目的是__________________。
(2)操作I用到的玻璃仪器是__________,操作Ⅱ的名称是_______。
(3)用下列实验装置测定青蒿素的化学式,将28.2g青蒿素放在燃烧管C中充分燃烧:
① 仪器各接口的连接顺序从左到右依次为_______(每个装置限用一次)。A装置中发生的化学反应方程式为_________________。
② 装置C中CuO的作用是_________________。
③ 装置D中的试剂为_________________。
④ 已知青蒿素是烃的含氧衍生物,用合理连接后的装置进行实验.测量数据如下表:
装置质量 | 实验前/g | 实验后/g |
B | 22.6 | 42.4 |
E(不含干燥管) | 80.2 | 146.2 |
则青蒿素的最简式为__________。
(4)某学生对青蒿素的性质进行探究。将青蒿素加入含有NaOH 、酚酞的水溶液中,青蒿素的溶解度较小,加热并搅拌,青蒿素的溶解度增大,且溶液红色变浅,与青蒿素化学性质相似的物质是______(填字母代号)。
A.乙醇 B.乙酸 C.乙酸乙酯 D.葡萄糖