题目内容
5.二氧化碳的捕捉、封存与再利用是实现温室气体减排的重要途径之一.(1)二氧化碳的电子式为
(2)下列利用二氧化碳的反应中原子利用率达100%的是bd(填序号).
a.CO2+2NH3 $\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$CO(NH2)2+H2O
b.CO2+CH4$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$CH3COOH
c.CO2+3H2$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{△}$CH3OH+H2O
d.
(3)一种正在开发的利用二氧化碳制取甲醇的流程如下:
①反应(Ⅰ)将CO2和H2O转化为甲酸常用途径有两种,如图1和 2
图1中能量主要转化方式为光能转变为化学能,图2中发生反应的化学方程式为2CO2+2H2O $\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2HCOOH+O2
②在5L的恒温恒容密闭容器中充入1moLCO和4molH2,加入催化剂发生反应,测得CO及CH3OH的物质的量随时间变化如图3所示.
③图中第10min(填数字)反应达到平衡,CO在0~4min内的平均反应速率比在4~8min内的快,其原因是随着反应的进行CO的浓度不断变小(或容器内气体的压强不断减小);达到平衡时氢气的浓度为0.5mol•L-1.
分析 (1)二氧化碳为共价化合物,其分子中存在两个碳氧双键,碳原子和氧原子最外层达到8电子稳定结构;
(2)化学反应中,原子的利用率达到100%,应是反应物全部转化为目标产物,没有其它物质生成,以此解答该题;
(3)①图1中能量主要转化方式为光照反应二氧化碳和水反应生成甲酸和氧气;图2中发生反应是通电电解阳极生成氧气,阴极生成甲酸;
③反应物质的物质的量保持不变,说明反应大多平衡状态,开始物质浓度大反应速率快,随反应进行浓度减小反应速率减小,结合三行计算列式计算得到全球的平衡浓度.
解答 解:(1)二氧化碳分子中存在两个碳碳双键,氧原子和碳原子最外层都为8个电子,二氧化碳正确的电子式为:
,
故答案为:
;
(2)a.有副产品水生成,原子利用率没有达到100%,故a错误;
b.反应为化合反应,反应物全部转化为生成物,没有其它物质生成,则原子利用率达100%,故b正确;
c.有副产物水生成,原子利用率没有达到100%,故C错误;
d.该反应为聚合反应,原子利用率达到100%,故d正确.
故答案为:bd;
(3)①图1中能量主要转化方式为光能转变为化学能,图2中发生反应是通电电解阳极生成氧气,阴极生成甲酸,反应的化学方程式为:2CO2+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ 2HCOOH+O2,
故答案为:光能转变为化学能; 2CO2+2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$ 2HCOOH+O2;
③反应达到平衡状态物质的物质的量不变,图象中10min时反应达到平衡状态,此时CO物质的量0.25mol,变化了1.00mol-0.25mol=0.75mol,甲醇生成了0.75mol,CO在0~4min内的平均反应速率比在4~8min内的快,其原因是随着反应的进行CO的浓度不断变小(或容器内气体的压强不断减小),
CO+2H2=CH3OH
起始量:1 4 0
变化量:0.75 1.5 0.75
平衡量:0.25 2.5 0.75
达到平衡时氢气的浓度=$\frac{2.5mol}{5L}$=0.5mol/L,
故答案为:10;随着反应的进行CO的浓度不断变小(或容器内气体的压强不断减小);0.5mol•L-1.
点评 本题考查了反应过程中能量变化、原子利用率、化学平衡和化学反应速率的计算、图象分析应用,掌握基础是解题关键,题目难度中等.
| A. | Mg (HCO3)2溶液中加入足量的Ba(OH)2:Mg2++2HCO3-+2Ba2++4OH-═Mg(OH)2↓+2BaCO3↓+2H2O | |
| B. | Na2S2O3溶液中加入稀硫酸:S2O32-+2H+═SO2↑+S↓+H2O | |
| C. | K2Cr2O7溶液中加入氢氧化钠溶液,溶液颜色由橙色变成黄色,证明溶液中存在平衡:Cr2O72-+H2O?2CrO42-+2H+ | |
| D. | 用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2混合来证明H2O2具有还原性:2MnO4-+6H++5H2O2═2Mn2++5O2↑+8H2O |
| A. | 最终可生成0.4molSO3 | |
| B. | 当v正(O2)=v逆(SO2)=0时一定达化学平衡 | |
| C. | 升高温度反应速率减小 | |
| D. | 缩小体积增大压强反应速率增大 |
| A. | 该电池工作时电能转化为化学能 | |
| B. | 有1mol电子转移时,反应的氧气为5.6L | |
| C. | 外电路中电流由电极b通过导线流向电极a | |
| D. | 电极b的反应为:O2+4e-+H2O=4OH- |
| A. | 瓶中气体的黄绿色逐渐变浅 | |
| B. | 瓶内壁有油状液滴形成 | |
| C. | 此反应的生成物只有一氯甲烷 | |
| D. | 此反应的液态生成物为二氯甲烷、三氯甲烷及四氯化碳的混合物 |
| A. | 由图中信息可知,HA一定是强酸 | |
| B. | 当V(MOH)=50.00 mL时,混合溶液中c(M+)+c(MOH)=0.01 mol•L-1 | |
| C. | N点对应的溶液中c(M+)=c(A-) | |
| D. | K点所对应的溶液中离子浓度大小关系为:c(M+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+) |
(1)请写出羟基自由基的电子式
(2)羟基自由基的氧化能力仅次于氟,可以与大多数有机污染物发生快速的链式反应,无选择性地把有害物质氧化成CO2、H2O,请写出羟基自由基与废水中苯酚反应的方程式C6H6O+28•OH═6CO2↑+17H2O.
(3)已知Fe3++SCN=Fe (SCN)2+,在一定温度下该反应达到平衡时c (Fe3+)=0.04mol/L,c (SCN-)=0.1mol/L,c[Fe (SCN) 2+]=0.68mol/L,则此温度下该反应的平衡常数K=170L/mol.有同学利用该反应来检验Fenton试剂中是否产生Fe3+,你认为该办法是否可行,请说明理由不可行,羟基自由基会氧化SCN-.
(4)现运用Fenton试剂降解有机污染物p-CP,试探究有关因素对该降解反应速率的影响.实验中控制p-CP的初始浓度相同,恒定实验温度在298K或313K (其余实验条件 见下表)设计如下对比实验.
| 实验编号 | 实验目的 | T/K | pH | c/10-3mol•L-1 | |
| H2O2 | Fe2+ | ||||
| I | 为以下实验作参照 | 298 | 3 | 6.0 | 0.30 |
| II | 探究温度对降解速率的影响 | ① | ② | ③ | ④ |
| III | ⑤ | 298 | 10 | 6.0 | 0.30 |
(5)实验测得p-CP的浓度随时间变化的关系如图所示.
a请根据上图实验I曲线,计算降解反应在50-300s内的平均反应速率v (p-CP)=4.8×10-6mol/(L•s),以及300s时p-CP的降解率为80%;
b.实验I、II表明温度升高,降解反应速率增大(填“增大”、“减小”或“不变”);
c.实验III得出的结论是:pH=10时,反应基本停止.
| A. | 苛性钾溶液中KOH的质量是16.8 | |
| B. | 反应中转移电子0.21mol | |
| C. | 氯气被还原成0.06molClO-和0.03molClO3- | |
| D. | ClO3-的生成是由于温度升高引起的 |
| A. | 第9列元素中没有非金属元素 | |
| B. | 只有第2列元素原子最外层有2个电子 | |
| C. | 第16列元素均为非金属元素 | |
| D. | 在整个18列元素中,第3列的元素种类最多 |