6.
CO2是一种温室气体,据科学家预测,到21世纪中叶,全球气温将升高1.5-4.5℃,地球气温的升高会引起海平面升高,对人类的生存环境产生巨大的影响.如何合理地利用CO2是摆在科学家面前的一个重大课题.回答下列问题:
(1)工业上利用高温、高压条件,可用CO2与NH3合成尿素[CO(NH2)2],该反应的化学方程式为CO2+NH3 $\frac{\underline{\;高温高压\;}}{\;}$CO(NH2)2+H2O.
(2)一定条件下,不同量的CO2与不同量的NaOH充分反应放出的热景如下表所示:
写出该条件下CO2与NaOH溶液反应生成NaHCO3的热化学反应方程式NaOH(aq)+CO2(g)═NaHCO3(aq)△H=-(4x-y)KJ/mol.
(3)在一定温度和催化剂作用下,可将CO2转化为燃料CH4,反应方程式为CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H. 300℃时,一定量的CO2和H2混合气体在容积为2L的恒容密闭容
器中发生上述反应,5min后达到平衡,此时各物质的浓度如下表:
则平衡时容器中的甲烷的物质的量再(CH.)=1.6mol.从反应开始到达到平衡时的反应速率v(CH4)=0.16mol/(L•min).500℃时该反应的平衡常数K=16,则该反应韵△H<(填“>”或“<”)0.
(4)CO2还可用于生产甲醇,一定条件下,发生反应CO2 (g)+3H(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H.①在容积为2L的恒容密闭容器中,通入2molCO2和3mol H2发生上述反应,下铡碳法能够表明该可逆反应达到平衡状态的是de(填字母).
a.消耗3mol H2(g)时,有lmol CH3OH(g)生成
b.转移3mol电子时,反应的CO2为11.2L(标准状况)
c.体系中气体的密度不变
d.水蒸气的体积分数保持不变
e.单位时间内生成H2(g)与生成H2O(g)的物质的量之比为3:1
②用多孔石墨作电极,30% KOH溶液作电解质溶液,可设计如图甲所示的甲醇燃料电池,该电池的负极反应式为CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O.若将该燃料电池与电解饱和食盐水的装置进行串联(如图),当有0.12mol电子发生转移时,断开电源,将溶液冷却至室温,测得食盐溶液为120mL,则此时乙装置中溶液的pH=14假设食盐水中有足量的NaCl,且Cl2完全逸出).
(1)工业上利用高温、高压条件,可用CO2与NH3合成尿素[CO(NH2)2],该反应的化学方程式为CO2+NH3 $\frac{\underline{\;高温高压\;}}{\;}$CO(NH2)2+H2O.
(2)一定条件下,不同量的CO2与不同量的NaOH充分反应放出的热景如下表所示:
| CO2的量 | NaOH溶液的量 | 放出的热量 | |
| ① | 22.0g | 750mL1.0mol•L-1 | xkJ |
| ② | 1.0mol | 2.0mL1.0mol•L-1 | ykJ |
(3)在一定温度和催化剂作用下,可将CO2转化为燃料CH4,反应方程式为CO2(g)+4H2(g)?CH4(g)+2H2O(g)△H. 300℃时,一定量的CO2和H2混合气体在容积为2L的恒容密闭容
器中发生上述反应,5min后达到平衡,此时各物质的浓度如下表:
| 物质 | CO2(g) | H2(g) | CH4(g) | H2O(g) |
| 浓度/mol•L-1 | 0.2 | 0.8 | a | 1.6 |
(4)CO2还可用于生产甲醇,一定条件下,发生反应CO2 (g)+3H(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H.①在容积为2L的恒容密闭容器中,通入2molCO2和3mol H2发生上述反应,下铡碳法能够表明该可逆反应达到平衡状态的是de(填字母).
a.消耗3mol H2(g)时,有lmol CH3OH(g)生成
b.转移3mol电子时,反应的CO2为11.2L(标准状况)
c.体系中气体的密度不变
d.水蒸气的体积分数保持不变
e.单位时间内生成H2(g)与生成H2O(g)的物质的量之比为3:1
②用多孔石墨作电极,30% KOH溶液作电解质溶液,可设计如图甲所示的甲醇燃料电池,该电池的负极反应式为CH3OH-6e-+8OH-═CO32-+6H2O.若将该燃料电池与电解饱和食盐水的装置进行串联(如图),当有0.12mol电子发生转移时,断开电源,将溶液冷却至室温,测得食盐溶液为120mL,则此时乙装置中溶液的pH=14假设食盐水中有足量的NaCl,且Cl2完全逸出).
5.一定温度下可逆反应:A(s)+2B(g)?2C(g)+D(g);△H<0.现将1molA和2molB加入甲容器中,将4molC和2mol D加入乙容器中,此时控制活塞P,使乙的容积为甲的2倍,t1时两容器内均达到平衡状态(如图1所示,隔板K不能移动).下列说法正确的是( )

| A. | 保持温度和活塞位置不变,在甲中再加入1 mol A和2 mol B,达到新的平衡后,甲中C的浓度是乙中C的浓度的2倍 | |
| B. | 保持温度不变,移动活塞P,使乙的容积和甲相等,达到新的平衡后,乙中C的体积分数是甲中C的体积分数的2倍 | |
| C. | 保持温度和乙中的压强不变,t2时分别向甲、乙中加入等质量的氦气后,甲、乙中反应速率变化情况分别如图2和图3所示(t1前的反应速率变化已省略) | |
| D. | 保持活塞位置不变,升高温度,达到新的平衡后,甲中B的体积分数增大,乙中B的体积分数减小 |
3.
乙苯催化脱氢制苯乙烯反应:
CH2CH3(g)$\stackrel{催化剂}{?}$
CH=CH2(g)+H2(g)工业上通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气来保持体系总压为常压的条件下进行反应,利用热力学数据计算得到温度和投料比M对乙苯平衡转化率的影响可用下图表示:已知M=$\frac{m({H}_{2}O)}{n(乙苯)}$,下列说法正确的是( )
| A. | 若不改变温度,减小压强使乙苯转化率和反应速率都减小 | |||||||||||
| B. | 已知
| |||||||||||
| C. | A、B两点对应的平衡常数大小:KA<KB | |||||||||||
| D. | 投料比的大小顺序:M1<M2<M3 |
2.汽车尾气是造成雾霾天气的重要原因之一,尾气中的主要污染物为CxHy、NO、CO、SO2及固体颗粒物等.研究汽车尾气的成分及其发生的反应,可以为更好的治理汽车尾气提供技术支持.请回答下列问题:
(1)治理尾气中NO和CO的一种方法是:在汽车排气管上装一个催化转化装置,使二者发生反应转化成无毒无污染气体,该反应的化学方程式是2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+2CO2.
(2)活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO.在1L恒容密闭容器中加入0.1000mol NO和2.030mol固体活性炭,生成A、B两种气体,在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表:
根据上表数据,写出容器中发生反应的化学方程式C+2NO?N2+CO2并判断p>3.93MPa(用“>”、“<“或“=”填空).计算反应体系在200℃时的平衡常数Kp=0.5625(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×体积分数).
(3)汽车尾气中的SO2可用石灰水来吸收,生成亚硫酸钙浊液.常温下,测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9,已知Kal(H2SO3)=1.8×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-9,忽略SO32-的第二步水解,则Ksp(CaSO3)=4.2×10-9.
(4)尾气中的碳氢化合物含有甲烷,其在排气管的催化转化器中可发生如下反应CH4(g)+H20(1)?CO(g)+3H2 (g)△H=+250.1kJ•mol-l.已知CO(g)、H2(g)的燃烧热依次为283.0kJ•mol-1、285.8kJmol-1,请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol.以CH4(g)为燃料可以设计甲烷燃料电池,该电池以稀H2S04作电解质溶液,其负极电极反应式为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,已知该电池的能量转换效率为86.4%,则该电池的比能量为13.4kW•h•kg-1(结果保留1位小数,比能量=$\frac{电池输出电能(kW•h)}{燃料质量(kg)}$,lkW•h=3.6×1 06J).
0 160258 160266 160272 160276 160282 160284 160288 160294 160296 160302 160308 160312 160314 160318 160324 160326 160332 160336 160338 160342 160344 160348 160350 160352 160353 160354 160356 160357 160358 160360 160362 160366 160368 160372 160374 160378 160384 160386 160392 160396 160398 160402 160408 160414 160416 160422 160426 160428 160434 160438 160444 160452 203614
(1)治理尾气中NO和CO的一种方法是:在汽车排气管上装一个催化转化装置,使二者发生反应转化成无毒无污染气体,该反应的化学方程式是2NO+2CO$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{\;}$N2+2CO2.
(2)活性炭也可用于处理汽车尾气中的NO.在1L恒容密闭容器中加入0.1000mol NO和2.030mol固体活性炭,生成A、B两种气体,在不同温度下测得平衡体系中各物质的物质的量以及容器内压强如下表:
| 活性炭/mol | NO/mol | A/mol | B/mol | p/MPa | |
| 200℃ | 2.00 | 0.0400 | 0.0300 | 0.0300 | 3.93 |
| 335℃ | 2.005 | 0.050 | 0.0250 | 0.0250 | p |
(3)汽车尾气中的SO2可用石灰水来吸收,生成亚硫酸钙浊液.常温下,测得某纯CaSO3与水形成的浊液pH为9,已知Kal(H2SO3)=1.8×10-2,Ka2(H2SO3)=6.0×10-9,忽略SO32-的第二步水解,则Ksp(CaSO3)=4.2×10-9.
(4)尾气中的碳氢化合物含有甲烷,其在排气管的催化转化器中可发生如下反应CH4(g)+H20(1)?CO(g)+3H2 (g)△H=+250.1kJ•mol-l.已知CO(g)、H2(g)的燃烧热依次为283.0kJ•mol-1、285.8kJmol-1,请写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol.以CH4(g)为燃料可以设计甲烷燃料电池,该电池以稀H2S04作电解质溶液,其负极电极反应式为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+,已知该电池的能量转换效率为86.4%,则该电池的比能量为13.4kW•h•kg-1(结果保留1位小数,比能量=$\frac{电池输出电能(kW•h)}{燃料质量(kg)}$,lkW•h=3.6×1 06J).