题目内容
20.图1是碳的正常循环,但由于过度燃烧化石燃料,造成二氧化碳浓度不断上升.研究和解决二氧化碳捕集、存储和转化问题成为当前化学工作者的重要使命.(1)有关碳循环的说法中正确的是ac
a.光合作用是光能转化成化学能
b.化石燃料是可再生的
c.循环过程有氧化还原反应
d.石油中含乙烯、丙烯,通过加聚反应得到高分子化合物
(2)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2发生反应:2CO2(g)═2CO(g)+O2(g),该反应的△H>0,(选填:>、<、=).
(3)CO2转化途径之一是:利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后将H2与CO2转化为甲醇或其它的物质.
2H2O(1)═2H2(g)+O2(g)△H=+571.5kJ•mol-1
3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(l)+H2O(1)△H=-137.8kJ•mol-1
则反应:4H2O (1)+2CO2(g)═2CH3OH(l)+3O2(g)△H=+1438.9kJ•mol-1.
你认为该方法需要解决的技术问题有:ab.
a.开发高效光催化剂
b.将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离,并与CO2催化转化.
c.二氧化碳及水资源的来源供应
(4)用稀氨水喷雾捕集CO2最终可得产品NH4HCO3.在捕集时,气相中有中间体 NH2COONH4(氨基甲酸铵)生成.现将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容的密闭真空容器中,分别在不同温度下进行反应:NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g).实验测得的有关数据见下表.( t1<t2<t3)
温度(℃) 气体总浓度 (mol/L) 时间(min) | 15 | 25 | 35 |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| t1 | 9×10-3 | 2.7×10-2 | 8.1×10-2 |
| t2 | 3×10-2 | 4.8×10-2 | 9.4×10-2 |
| t3 | 3×10-2 | 4.8×10-2 | 9.4×10-2 |
(5)用一种钾盐水溶液作电解质,CO2电催化还原为碳氢化合物(其原理见图).在阴极上产生乙烯的电极反应方程式为:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O.
分析 (1)a.光合作用是光能转化成化学能;
b.化石燃料是不可再生的
c.化石燃料转化为二氧化碳的循环过程是氧化还原反应;
d.裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、乙炔等;而不是石油中含乙烯、丙烯;
(2)当△G=△H-T•△S<0时,反应能自发进行;
(3)根据盖斯定律,结合已知热化学方程式,计算求解;根据所以发生反应需要的条件判断;
(4)根据表中温度对生产气体的浓度的影响分析;根据表中数据求出反应NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)的平衡常数,表中数据求出反应NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)可知,c(NH3)=3×10-2×$\frac{2}{3}$=2×10-2mol/L,c(CO2)=3×10-2×$\frac{1}{3}$=1×10-2mol/L;
(5)在阴极上二氧化碳得电子生成乙烯,所以其电极反应式为:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O.
解答 解:(1)a.光合作用是光能转化成化学能,故正确;
b.化石燃料是不可再生的,故错误;
c.化石燃料转化为二氧化碳的循环过程是氧化还原反应,故正确;
d.裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯、丁二烯、丁烯、乙炔等;而不是石油中含乙烯、丙烯,故错误;故选:ac;
(2)2CO2(g)→2CO(g)+O2(g),反应后气体物质的量增大,则混乱度增大,即△S>0;一定条件下可直接光催化分解CO2发生反应,△G=△H-T•△S<0时,反应能自发进行,则该反应△H>0,
故答案为:>;
(3)光催化制氢:①2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)△H=+571.5kJ•mol-1
H2与CO2耦合反应:②3H2(g)+CO2(g)═CH3OH(l)+H2O(l)△H=-137.8kJ•mol-1
根据盖斯定律,把①×3+②×2得方程4H2O(l)+2CO2(g)→2CH3OH(l)+3O2(g)△H=571.5×3+(-137.8)×2=1438.9kJ•mol-1;根据所以发生反应需要的条件可知需要解决的技术问题有:开发高效光催化剂;将光催化制取的氢从反应体系中有效分离,并与CO2耦合催化转化;
故答案为:+1438.9;ab;
(4)从表中数据可以看出,随着温度升高,气体的总浓度增大,平衡正向移动,则该反应为吸热反应;表中数据求出反应NH2COONH4(s)?2NH3(g)+CO2(g)可知,c(NH3)=3×10-2×$\frac{2}{3}$=2×10-2mol/L,c(CO2)=3×10-2×$\frac{1}{3}$=1×10-2mol/L,所以K=c2(NH3)×c(CO2)=(2×10-2mol)2×1×10-2=4×10-6,故答案为:吸热;4×10-6;
(5)在阴极上二氧化碳得电子生成乙烯,所以其电极反应式为:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O,故答案为:2CO2+12H++12e-=CH2=CH2+4H2O.
点评 本题考查了盖斯定律的应用,反应速率概念及其计算,化学平衡、化学平衡常数的概念及其计算,以及判断反应的焓变、熵变,电极方程式的书写等相关知识的试题,要求考生利用图表、进行数据分析判断,吸收、提取有效信息,突出了化学信息运用能力的考查,题目难度较大.
①Cl2比S容易与H2化合;
②Cl2能与S2-发生置换反应;
③酸性:HClO3>H2SO3;
④与Fe反应时,Cl2比S得电子数目多;
⑤Cl2比S单质熔、沸点低
⑥酸性:HCl>H2S.
| A. | 只有④ | B. | ①②④ | C. | ①②③ | D. | ①②③④⑤ |
| A. | 该有机物不含苯环 | |
| B. | 分子式为C7H12O4 | |
| C. | 能与NaHCO3溶液反应生成CO2 | |
| D. | 1mol该有机物与足量的金属钠反应产生2molH2 |
| A. | 等体积的甲烷与氯气在光照条件下的取代反应 | |
| B. | 丙烯与氯化氢的加成反应 | |
| C. | 2-丙醇在浓硫酸作用下的消去反应 | |
| D. | 乙炔与溴水的加成反应 |
| A. | ①②③ | B. | ①③⑤ | C. | ②④⑤ | D. | ③⑤ |
| A. | 实验室制氢气,为了加快反应速率,可向稀 H2SO4 中滴加少量 Cu(NO3)2 溶液 | |
| B. | N2(g)+3H2(g)?2NH3(g)△H<0,其他条件不变时升高温度,平衡时氢气转化率增大 | |
| C. | 吸热反应“TiO2(s)+2Cl2(g)═TiCl4(g)+O2(g)”在一定条件下可自发进行,则该反应的△S<0 | |
| D. | 在稀AgNO3溶液中加入过量 NaCl溶液,产生白色沉淀,再加入少量 Na2S溶液,出现黑色沉淀,则加入Na2S溶液后 c(Ag+) 更小了 |
| A. | 用带橡皮塞的棕色细口瓶盛放浓硝酸 | |
| B. | 滴定管经蒸馏水润洗后,即可注入标准液进行滴定 | |
| C. | 用干燥清洁的玻璃棒蘸取某溶液点在pH试纸中部,跟标准比色卡比较来测定该溶液的pH | |
| D. | 配制溶液时加水超过容量瓶的标线,用滴管把多余的液体吸出 |
| A. | 18gD2O和18gH2O中含有的质子数均为10NA | |
| B. | 2 L 0.5 mol/L硫酸钾溶液中阴离子所带电荷数为NA | |
| C. | 0.1 mol丙烯酸中含有双键的数目为0.1NA | |
| D. | 3mol单质Fe完全转变为Fe3O4失去8NA个电子 |
| A. | 该溶液的体积变为0.8L | B. | 该溶液的物质的量浓度为0.5mol/L | ||
| C. | 该溶液的物质的量为0.5mol | D. | 该溶液的物质的量浓度为0.4mol/L |