题目内容
(15分)“低碳循环”已引起各国家的高度重视,而如何降低大气中CO2的含量和有效地开发利用CO2正成为化学家研究的主要课题。
(l)用电弧法合成的储氢纳米碳管常伴有大量的碳纳米颗粒(杂质),这种颗粒可用如下氧化法提纯,请完成该反应的化学方程式:
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应,得到如下两组数据:
①实验2条件下平衡常数K= __________。
②实验3,若900℃时,在此容器中加入CO、H2O、CO2、H2均为1mol,则此时
____________(填“<”,“>”,“=”)。
③由两组实验结果,可判断该反应的正反应△H_____________0(填“<”,‘‘>”,“=”)。
(3)己知在常温常压下:
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:________________________
①已知该反应的△H>0,简述该设想能否实现的依据:________。
②目前,在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NO的污染,其化学反应方程式为__________。
(5)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。CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,现将等体积的CaCl2溶液与Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的浓度为1×10mol/L,则生成沉淀所需CaCl2溶液的最小浓度为__________mol/L。
(1)5、4、6、5、4、2、6;(2)①0.17;②<;③<;
(3)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) ?H= -442.8KJ/mol;
(4)①该反应是焓增、熵减的反应,任何温度下均不能自发进行;②2CO+2NO2CO2+N2;
(5)1.12×10-4
解析
(7分)CO可用于合成甲醇,一定温度下,向体积为2L的密闭容器中加入CO和H2,发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),达平衡后测得各组分浓度如下:
物质 | CO | H2 | CH3OH |
浓度(mol?L-1) | 0.9 | 1.0 | 0.6 |
②列式并计算平衡常数K=__________________________。
③若将容器体积压缩为1L,不经计算,预测新平衡中c(H2)的取值范围是__________。
④若保持体积不变,再充入0.6molCO和0.4molCH3OH,此时v正___v逆(填“>”、“<”或“=”)。
(9分)硝基苯甲酸乙酯在OH-存在下发生水解反应:O2NC6H4COOC2H5+OH-O2NC6H4COO-+C2H5OH.两种反应物的初始浓度均为0.050mol/L,15 ℃时测得:O2NC6H4COOC2H5的转化率α随时间变化的数据如表所示。回答下列问题:
t/s | 0 | 120 | 180 | 240 | 330 | 30 | 600 | 700 | 800 |
α/% | 0 | 33.0 | 41.8 | 48.8 | 58.0 | 69.0 | 70.4 | 71.0 | 71.0 |
(2)列式计算15 ℃时该反应的平衡常数_________________。
(3)为提高O2NC6H4COOC2H5的平衡转化率,除可适当控制反应温度外,还可以采取的措施有_________(要求写出两条)。
(15分)已知化学平衡、电离平衡、水解平衡和溶解平衡均符合勒夏特列原理。请回答下列问题:
(1)可逆反应FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)是炼铁工业中一个重要反应,其温度与平衡常数K的关系如下表:
T(K) | 938 | 1100 |
K | 0.68 | 0.40 |
①写出该反应平衡常数的表达式__________。
②若该反应在体积固定的密闭容器中进行,在一定条件下达到平衡状态,若升高温度,混合气体的平均相对分子质量_____;充入氦气,混合气体的密度____(选填“增大”、“减小”、“不变”)。
(2)常温下,浓度均为0.1 mol·L-1的下列六种溶液的pH如下表:
溶质 | CH3COONa | NaHCO3 | Na2CO3 | NaClO | NaCN | C6H5ONa |
pH | 8.8 | 9.7 | 11.6 | 10.3 | 11.1 | 11.3 |
②根据表中数据判断,浓度均为0.01 mol·L-1的下列五种物质的溶液中,酸性最强的是 ;
将各溶液分别稀释100倍,pH变化最小的是 (填编号)。
A.HCN B.HClO C.C6H5OH D.CH3COOH E.H2CO3
③据上表数据,请你判断下列反应不能成立的是 (填编号)。
A.CH3COOH+ Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa B.CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN
C.CO2+H2O+2NaClO=Na2CO3+2HClO D.CO2+H2O+2C6H5ONa=Na2CO3+2C6H5OH
④要增大氯水中HClO的浓度,可向氯水中加入少量的碳酸钠溶液,反应的离子方程式为
(3)已知常温下Cu(OH)2的Ksp=2×10-20。又知常温下某CuSO4溶液里c(Cu2+)=0.02 mol·L-1,如果要生成Cu(OH)2沉淀,则应调整溶液pH大于 ;要使0.2 mol·L-1的CuSO4溶液中Cu2+沉淀较为完全 ( 使Cu2+浓度降至原的千分之一)则应向溶液里加NaOH溶液,使溶液pH为 。