题目内容

【题目】科学研究表明,当前应用最广泛的化石燃料到本世纪中叶将枯竭,解决此危机的唯一途径是实现燃料和燃烧产物之间的良性循环:

(1)一种常用的方法是在230℃、有催化剂条件下将CO2和H2转化为甲醇蒸汽和水蒸气。下图是生成1molCH3OH时的能量变化示意图。

已知破坏1mol不同共价键的能量(kJ)分别是:

已知E1=8.2 kJ·mol-1,则E2=__________kJ·mol-1。

(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如下反应:

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:

① 该反应的ΔH__________0(填“<” 或“>” )。

② 实验2条件下的平衡常数K= 。

③ 实验3中,若平衡时H2O的转化率为25%,则a/b=______。

④ 实验4,若900℃时,在容器中加入CO、H2O、CO2、H2各1mol,则此时V正 V逆(填“<” 或“>” 或“=”)。

(3)捕捉CO2可以利用Na2CO3溶液。先用Na2CO3溶液吸收CO2生成NaHCO3,然后使NaHCO3分解,Na2CO3可以进行循环使用。将100mL 0.1mol/LNa2CO3的溶液中通入112mL(已换算为标准状况)的CO2,溶液中没有晶体析出,则:

①反应后溶液中的各离子浓度由大到小的顺序是___________________________。

②反应后的溶液可以作“缓冲液”(当往溶液中加入一定量的酸和碱时,有阻碍溶液pH变化的作用),请解释其原理_____________________________________。

【答案】

(1)189.8

(2)① <;② 1/3 ③2:1; ④ ﹤

(3)① c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+)。② 反应后的溶液存在HCO3-CO32-+H+,加入少量的酸,平衡逆向移动,溶液pH变化不大;加入少量的碱平衡正向移动,溶液pH变化也不大,故该溶液可以作“缓冲液”。

【解析】

试题分析:(1)已知CO2(g)+3H2(g)=H2O (g)+CH3OH(g)的△H=E1-E2=反应物的键能和-生成物的键能和=(745×2+436×3)-(462.8×2+413.4×3+351+462.8),则E2=189.8kJ·mol-1;

(2)①实验1中CO的转化率为×100%=40%,实验2中CO的转化率为25%,则实验1的转化率大于实验2,则说明温度升高平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,正反应为放热反应;

②实验2条件下平衡常数,需要列式计算平衡浓度;

H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)

初始浓度 0.5mol/L 1mol/L 0 0

转化浓度 0.25mol/L 0.25mol/l 0.25mol/l 0.25mol/l

平衡浓度 0.25mol/L 0.75mol/L 0.25mol/l 0.25mol/l

K==;

③实验3在900℃条件下进行;

H2O(g)+CO(g)CO2(g)+H2(g)

初始浓度 0.5bmol/L 0.5amol/L 0 0

转化浓度 0.25bmol/L 0.25bmol/l 0.25bmol/l 0.25bmol/l

平衡浓度 0.25bmol/L (0.5a-0.25b)mol/L 0.25bmol/l 0.25bmol/l

K==;解得a:b=2:1;

④ 实验4,若900℃时,在容器中加入CO、H2O、CO2、H2各1mol,则此时Qc==1>K,反应逆向进行,V正<V逆;

(3)①反应后溶液中含有0.005molNa2CO3,0.01molNaHCO3,此时溶液显碱性,且CO32-的水解程度大于HCO3-,则溶液中的各离子浓度由大到小的顺序是 c(Na+)>c(HCO3-)>c(CO32-)>c(OH-)>c(H+);

②反应后的溶液存在HCO3-CO32-+H+,加入少量的酸,平衡逆向移动,溶液pH变化不大;加入少量的碱平衡正向移动,溶液pH变化也不大,故该溶液可以作“缓冲液”。

练习册系列答案
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实验参数

名称

相对分
子质量

性状

密度(g/mL)

沸点()

溶解性

苯胺

93

无色油状液体

1.02

184.4

微溶于水

易溶于乙醇、乙醚

乙酸

60

无色液体

1.05

118.1

易溶于水

易溶于乙醇、乙醚

乙酰
苯胺

135

白色晶体

1.22

304

微溶于冷水,可溶于热水

易溶于乙醇、乙醚

实验装置如图所示(部分仪器及夹持装置已略去)。

注:①刺型分馏柱的作用相当于二次蒸馏,用于沸点差别不太大的混合物的分离。②苯胺易被氧化。

实验步骤:

步骤1:在100mL圆底烧瓶中加入无水苯胺9.3mL、冰醋酸18.4mL、锌粉0.1g和少量沸石,安装好仪器后,对圆底烧瓶均匀加热,使反应液在微沸状态下回流,调节加热温度,使温度计温度控制在105左右;反应约60~80min,反应生成的水及少量醋酸被蒸出,当反应基本完成时,停止加热。

步骤2:在搅拌下,趁热将蒸馏烧瓶中的液体以细流状倒入盛有冰水的100mL烧杯中,快速搅拌,乙酰苯胺结晶析出,烧杯内试剂冷却至室温后,进行抽滤、洗涤、干燥,可得到乙酰苯胺粗品。

步骤3:将乙酰苯胺粗品进行重结晶,待结晶完全后抽滤,尽量压甘干滤饼。将产品置于干净的表面皿中晾干,称重,计算产率、

请回答下列问题:

(1)实验中加入锌粉的目的是_____________________。

(2)从化学平衡的角度分析,控制温度计的温度在105左右的原因是______________。

(3)通过_____________可判断反应基本完成、

(4)步骤1加热可用_____________(填“水浴”或“油浴”)。

(5)洗涤乙酰苯胺粗品最合适的方法是__________________(填字母)。

A.用少量冷水洗

B.用少量热水洗

C.先用冷水洗,再用热水洗

D.用酒精洗

(6)步骤2得到的粗品中因含有某些杂质而颜色较深,步骤3重结晶的操作是:将粗品用热水溶解,加入活性炭0.1g,煮沸进行脱色,______________,再将滤液冷却结晶。

(7)该实验最终得到产品9.1g,则乙酰苯胺的产率是____________(小数点后保留两位数字。)

【题目】硫-氨热化学循环制氢示意图如下:

(1)反应Ⅱ是将太阳能转化为电能,再转化为化学能,电解池阳极的电极反应式 _______________;

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(NH4)2 SO4在400℃分解的化学方程式是:________________________________________;

(3)反应Ⅳ:2H2SO4(l)=2SO2(g)+O2(g)+2H2O (l) △H=+462kJ/mol

它由两步反应组成:i.H2SO4(l)=SO3(g)+H2O(g) △H=+177kJ/mol

ii.SO3(g)分解。

iii.H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ/mol

①L(L1、L2),X可分别代表压强或温度。下图表示 L一定时,ii中SO3(g)的平衡转化率随X的变化关系。

i.X代表的物理量是:________________,

ii.判断L1、L2的大小关系,并简述理由:________________________________________;

②反SO3分解的热化学方程式为:__________________________________________________;

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①图中点X点平衡常数:K=_____ ;

②Y点对应温度下的反应速率:v(正)______v(逆)(选填:>,<,=);随温度的升高,Ⅱ曲线逼近Ⅰ曲线的原因是:_____________________________________。

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