题目内容

“温室效应”是哥本哈根气候变化大会研究的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治理CO2是解决“温室效应”的有效途径。
(1)下列措施中,有利于降低大气中CO2浓度的有         (填字母)。
A.采用节能技术,减少化石燃料的用量
B.鼓励乘坐公交车出行,倡导低碳生活
C.利用太阳能、风能等新型能源替代化石燃料
(2)一种途径是将CO2转化成有机物实现碳循环。如:
2CO2(g)+2H2O(l)=C2H4(g)+3O2(g)    △Hl="+1411.0" kJ/mol
2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g)   △H2="+1366.8" kJ/mol
则由乙烯水化制乙醇的热化学方程式是               
(3)在一定条件下,6H2(g)+2CO2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。

温度(K)
CO2转化率(%)
n(H2)/n(CO2
500
600
700
800
1.5
45
33
20
12
2
60
43
28
15
3
83
62
37
22
 
根据上表中数据分析:
①温度一定时,提高氢碳比[],CO2的转化率        (填“增大”“减小”或“不变”)。
②该反应的正反应为        (填“吸”或“放”)热反应。
(4)下图是乙醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,则b处通入的是       (填“乙醇”或“氧气”),a处发生的电极反应是         

(1)abc(2分)
(2)C2H4(g)+H2O(l)=C2H5OH(l) △H="-44.2" kJ/mol(2分)
(3)①增大(2分)②放(2分)
(4)氧气(2分);CH3CH2OH+16OH--12e-===2CO32-+11H2O(2分)

解析试题分析:(1)a.采用节能技术能减少化石燃料的使用,减少化石燃料的使用就减少了二氧化碳的排放,所以正确;
b.化石燃料燃烧产物是二氧化碳,减少化石燃料的使用就减少了二氧化碳的排放,所以正确.
c.利用太阳能、风能能减少化石燃料的使用,化石燃料燃烧产物是二氧化碳,减少化石燃料的使用就减少了二氧化碳的排放,所以正确;故选abc;
(2)2CO2(g)+2H2O(l)═C2H4(g)+3O2(g)△H=+1411.0kJ/mol①
2CO2(g)+3H2O(l)═C2H5OH(l)+3O2(g)△H=+1366.8kJ/mol②
将方程式②-①得C2H4(g)+H2O(l)═C2H5OH(l)△H=+1366.8kJ/mol-(+1411.0kJ/mol)=-44.2kJ/mol;
(3)①温度一定时,提高氢碳比(3)①温度一定时,提高氢碳比[],相当于增加氢气的量,增加氢气的量能够使二氧化碳的转化率增大;
②从表中数据看出:温度越高,二氧化碳的转化率越小,升高温度化学平衡向着吸热方向,即向着使二氧化碳的转化率减小的方向(逆向)进行,故正向是放热反应;
(4)根据电子流向知,a电极是负极,b电极是正极,负极上燃料乙醇失电子发生氧化反应,正极上氧化剂得电子发生还原反应,所以b处是氧气,b处的电极反应式为:O2+2H2O+4e═4OH
考点:考查考查了原电池原理、压强对化学平衡的影响等知识点。

练习册系列答案
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氨是最重要的化工产品之一。
(1)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g)。有关化学反应的能量变化如下图所示。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为                 
     
(2)CO对合成氨的催化剂有毒害作用,常用乙酸二氨合铜(Ⅰ)溶液来吸收原料气中CO,其反应原理为:[Cu(NH3)2CH3COO](l)+CO(g)+NH3(g)[Cu(NH3)3]CH3COO·CO(l) △H<0。吸收CO后的乙酸铜氨液经过适当处理后又可再生,恢复其吸收CO的能力以供循环使用,再生的适宜条件是 __________(填写选项编号)。
A.高温、高压    B.高温、低压    C.低温、低压    D.低温、高压
(3)用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为:2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g) △H<0。某温度下,向容积为100L的密闭容器中通入4mol NH3和2molCO2,该反应进行到40 s时达到平衡,此时CO2的转化率为50%。该温度下此反应平衡常数K的值为________。下图中的曲线表示该反应在前25 s内的反应进程中的NH3浓度变化。若反应延续至70s,保持其它条件不变情况下,请在图中用实线画出使用催化剂时该反应的进程曲线。

(4)将尿素施入土壤后,大部分是通过转化为碳酸铵或碳酸氢铵后才被作物所利用,尿素分子在微生物分泌的脲酶作用下,转化为碳酸铵。已知弱电解质在水中的电离平衡常数(25℃)如下表:

弱电解质
H2CO3
NH3·H2O
电离平衡常数
Ka1=4.30×10-7   Ka2=5.61×10-11
1.77×10-5
 
现有常温下0.1 mol·L-1的(NH4)2CO3溶液,
①你认为该溶液呈        性(填“酸”、“中”、“碱”),原因是         
②就该溶液中粒子之间有下列关系式,你认为其中正确的是                
A.c(NH4+)>c(CO32-)>c(HCO3-)>c(NH3·H2O)
B.c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+c(CO32-)
C.c(CO32-)+ c(HCO3-)+c(H2CO3)=0.1 mol·L-1
D.c(NH4+)+ c(NH3·H2O)=2c(CO32-)+ 2c(HCO3-)+2c(H2CO3)

尿素(H2NCONH2)是有机态氮肥,在农业生产中有着非常重要的作用。
(1)工业上合成尿素的反应分两步进行:
第一步:2NH3(l)+CO2H2NCOONH4(氨基甲酸铵)(l) △H1
第二步:H2NCOONH4 (l) H2O+ H2NCONH2(l)△H2
某化学学习小组模拟工业上合成尿素的条件,在体积为1 L的密闭容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,实验测得反应中各组分的物质的量随时间的变化如下图I所示。

已知总反应的快慢是由较慢的一步反应决定的。则合成尿素总反应的快慢由第______步反应决定,     总反应进行到______min时到达平衡。
②第二步反应的平衡常数K随温度的变化如上右图II所示,则ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)
(2)该小组将一定量纯净的氨基甲酸铵置于特制的密闭真空容器中(假设容器体积不变,固体试样体积忽略不计),在恒定温度下使其达到分解平衡:。实验测得不同温度下的平衡数据列于下表:

温度/℃
15.0
20.0
25.0
30.0
35.0
平衡总压强/Kpa
5.7
8.3
12.0
17.1
24.0
平衡气体总浓度/10-3mol/L
2.4
3.4
4.8
6.8
9.4
 
①可以判断该分解反应已经达到化学平衡状态的标志是____________。
A.2V(NH3)=V(CO2)                    B.密闭容器中总压强不变
C.密闭容器中混合气体的密度不变      D.密闭容器中氨气的体积分数不变
②根据表中数据,计算25.0°C时该分解反应的平衡常数为______(保留小数点后一位)。
(3)已知:
N2(g)+O2(g)=2NO(g)   △H1=+180.6KJ/mol
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  △H2=-92.4KJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  △H3=-483.6KJ/mol
则4NO(g)+4NH3(g) +O2(g)= 4N2(g)+6 H2O(g)的△H=___kJ ? mol-1
(4)尿素燃料电池的结构如图所示。其工作时负极电极反应式可表示为______。

2013年12月2日,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥三号”探月卫星成功送入太空,进一步向广寒宫探索。“长征三号甲”是三级液体助推火箭,一、二级为常规燃料,常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。
Ⅰ.常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。但有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)  △H = -543kJ·mol-1
H2(g)+  F2(g)  =  HF(g)     △H = -269kJ·mol-1
H2(g)+  O2(g)  =  H2O(g)     △H = -242kJ·mol-1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化剂二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密闭容器内,800 ℃时反应:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)  ΔH 的体系中,n(NO)随时间的变化如表:

时间(s)
0
1
2
3
4
5
n(NO)(mol)
0.200
0.100
0.080
0.050
0.050
0.050
n(O2)(mol)
0.100
0.050
0.040
0.025
0.025
0.025
 
(1) 已知:K800>K1000,则该反应的ΔH ______0(填“大于”或“小于”),用O2表示从0~2 s内该反应的平均速率为__________。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________
a.容器内颜色保持不变                  b. 2v(NO)=v(O2)
c.容器内压强保持不变                  d.容器内密度保持不变
(3)为使该反应的速率增大,提高NO的转化率,且平衡向正反应方向移动应采取的措施有          
(4)在上述条件下,计算通入2 mol  NO和1 mol O2的平衡常数K=______________
(5)在上述条件下,若开始通入的是0.2 mol  NO2气体,达到化学平衡时,则NO2的转化率为       

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