题目内容
【题目】下图中横坐标为加入反应物的物质的量,纵坐标为产生沉淀的物质的量。下列选项的编号和曲线的编号一一对应,其中描述错误的是
A. 向NaAlO2溶液中逐渐滴入HCl至过量
B. 向澄清石灰水中通入CO2至过量
C. 向含有盐酸的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量
D. 向含有等物质的量的Ca(OH)2、KOH的混合溶液中通入CO2至过量
【答案】D
【解析】
A.根据反应AlO2-+H++H2O═Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O判断;
B.根据反应Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2判断;
C.根据反应H ++OH-=H2O、Al3++3OH-═Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O判断;
D.根据反应Ca2++2OH-+CO2═CaCO3↓+H2O、2OH-+CO2═CO32-+H2O、CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2判断。
A.向NaAlO2溶液中滴入HCl至过量,发生的反应分别为AlO2-+H++H2O═Al(OH)3↓,Al(OH)3+3H+═Al3++3H2O,两个反应消耗的盐酸的物质的量之比为1:3,图象符合,故不选A;
B.向澄清石灰水中通入CO2至过量,发生的反应分别为Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O,CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2,两个反应消耗的二氧化硫的物质的量之比为1;1,图象符合,故不选B;
C.向含有盐酸的AlCl3溶液中滴入NaOH溶液至过量,发生的反应分为三个阶段,反应分别为OH-+H+═H20,Al3++3OH-═Al(OH)3↓、Al(OH)3+OH-═AlO2-+2H2O,后两个反应消耗的NaOH的物质的量之比为3:1,图象符合,故不选C;
D.向含有等物质的量的Ca(OH)2、KOH的混合溶液中通入CO2至沉淀消失,分别为Ca2++2OH-+CO2═CaCO3↓+H2O、OH-+CO2═HCO3-+H2O、CaCO3+CO2+H2O═Ca(HCO3)2,则各段反应消耗的二氧化碳的物质的量的比值为1:1:1,故选D;
答案:D
【题目】(1)2017年中科院某研究团队通过设计一种新型Na-Fe3O4/HZSM-5多功能复合催化剂,成功实现了CO2直接加氢制取辛烷值汽油,该研究成果被评价为“CO2催化转化领域的突破性进展”。
已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH1 = -aKJ/mol
C8H18(1)+25/2O2(g)=8CO2(g)+9H2O(1) ΔH2= -bKJ/mol
试写出25℃、101kPa条件下,CO2与H2反应生成汽油(以C8H18表示)的热化学方程式_________________________________。
(2)利用CO2及H2为原料,在合适的催化剂(如Cu/ZnO催化剂)作用下,也可合成CH3OH,涉及的反应有:
甲:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H= — 53.7kJ·mol-1 平衡常数K1
乙:CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g) △H= + 41.2kJ·mol-1 平衡常数K2
①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)的平衡常数K=______(用含K1、K2的表达式表示),该反应△H_____0(填“大于”或“小于”)。
②提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___________(填写两项)。
③催化剂和反应体系的关系就像锁和钥匙的关系一样,具有高度的选择性。下列四组实验,控制CO2和H2初始投料比均为1:2.2,经过相同反应时间(t1min)。
温度(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) | 综合选项 |
543 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 12.3 | 42.3 | A |
543 | Cu/ZnO纳米片材料 | 11.9 | 72.7 | B |
553 | Cu/ZnO纳米棒材料 | 15.3 | 39.1 | C |
553 | Cu/ZnO纳米片材料 | 12.0 | 70.6 | D |
由表格中的数据可知,相同温度下不同的催化剂对CO2的转化为CH3OH的选择性有显著影响,根据上表所给数据结合反应原理,所得最优选项为___________(填字母符号)。
(3)以CO、H2为原料合成甲醇的反应为:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。在体积均为2L的三个恒容密闭容器Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中,分别都充入1molCO和2molH2,三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变。下图为三个容器中的反应均进行到5min时H2的体积分数示意图,其中有一个容器反应一定达到平衡状态。
①0~5min时间内容器Ⅱ中用CH3OH表示的化学反应速率为_________________。
②三个容器中一定达到平衡状态的是容器________(填写容器代号)。