题目内容
【题目】25℃时,重水(D2O)的离子积为1.6×10-15,也可用pH值一样的定义来规定其酸碱度:pD=-lgc(D+),下列有关pD的叙述正确的是
①中性D2O的PD>7
②在1LD2O中,溶解0.01molNaOD,其pD值为12
③1L0.01mol/L的DCl的重水溶液,pD=2
④在100mL0.25mol/LDCl的重水溶液中,加入50mL0.2mol/LNaOD的重水溶液,反应后溶液的pD=2
A. ①②B. ③④C. ①③D. ②④
【答案】C
【解析】
①25℃时,重水(D2O)的离子积为1.6×10-15,中性纯水中,C(D+)=C(HD-)=mol/L=4×10-8mol/L,PD=-lg[D+]=8-lg4>7,故①正确;
②在1LD2O中,溶解0.01molNaOD,NaOD的物质的量浓度小于0.01mol/L,所以C(HD-)<0.01mol/L,C(D+)>1.6×10-13,则PD值>12,故②错误;
③1L0.01mol/L的DCl的重水溶液,C(D+)=0.01mol/L,PD=2,故正确;
④在100mL0.25mol/LDCl的重水溶液中,n(DCl)=0.25mol/L×0.1L=0.025mol,50mL0.2mol/LNaOD的重水溶液中,C(NaOD)=0.2mol/L×0.05L=0.01mol<n(DCl),则酸过量,混合溶液中C(DCl)==0.1mol/L,则C(D+)=0.1mol/L,PD=1,故④错误;
答案选C。
【题目】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2 II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
T(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
543 | Cat.1 | 12.3 | 42.3 |
543 | Cat.2 | 10.9 | 72.7 |
553 | Cat.1 | 15.3 | 39.1 |
553 | Cat.2 | 12.0 | 71.6 |
(备注)Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答(不考虑温度对ΔH的影响):
(1)反应I的平衡常数表达式K=___;
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___。
A.使用催化剂Cat.1
B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.增大CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是___。
(4)在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程~能量”示意图___。