【题目】已知锌与稀盐酸反应放热,某学生为了探究反应过程中的速率变化,用排水集气法收集反应放出的氢气。所用稀盐酸浓度有1.00 mol·L-1、2.00 mol·L-1两种浓度,每次实验稀盐酸的用量为25.00 mL,锌有细颗粒与粗颗粒两种规格,用量为6.50 g。实验温度为298 K、308 K。
(1)完成以下实验设计(填写表格中空白项),并在实验目的一栏中填出对应的实验编号:
编号 | T/K | 锌规格 | 盐酸浓度/mol·L-1 | 实验目的 |
① | 298 | 粗颗粒 | 2.00 | (Ⅰ)实验①和②探究盐酸浓度对该反应速率的影响; (Ⅱ)实验①和_______探究温度对该反应速率的影响; (Ⅲ)实验①和______探究锌规格(粗、细)对该反应速率的影响。 |
② | 298 | 粗颗粒 | 1.00 | |
③ | 308 | 粗颗粒 | 2.00 | |
④ | 298 | 细颗粒 | 2.00 |
(2)实验①记录如下(换算成标况):
时间(s) | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | span>100 |
氢气体积 (mL) | 16.8 | 39.2 | 67.2 | 224 | 420 | 492.8 | 520.8 | 543.2 | 554.4 | 560 |
①计算在30s~40s范围内盐酸的平均反应速率ν(HCl)=________(忽略溶液体积变化)。
②反应速率最大的时间段(如0s~10s......)为_______,可能原因是______。
③反应速率最小的时间段为________,可能原因是_________________________________。
(3)另一学生也做同样的实验,由于反应太快,测量氢气的体积时不好控制,他就事先在盐酸溶液中分别加入等体积的下列溶液以减慢反应速率,在不影响产生H2气体总量的情况下,你认为他上述做法中可行的是____________(填相应字母);
A.氨水 B.CuCl2溶液 C.NaCl溶液 D.KNO3溶液
(4)另有某温度时,在2L容器中X、Y、Z物质的量随时间的变化关系曲线如下图所示,该反应的化学方程式为:_____________________________。
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【题目】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。回答下列问题:
(1)CO2可以被NaOH溶液捕获。若所得溶液pH=13,CO2主要转化为______(写离子符号);若所得溶液c(HCO3)∶c(CO32)=2∶1,溶液pH=___________。(室温下,H2CO3的K1=4×107;K2=5×1011)
(2)CO2与CH4经催化重整,制得合成气:
CH4(g)+ CO2(g)
2CO (g)+ 2H2(g)
①已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键 | C—H | C=O | H—H | C |
键能/kJ·mol1 | 413 | 745 | 436 | 1075 |
则该反应的ΔH=_________。分别在VL恒温密闭容器A(恒容)、B(恒压,容积可变)中,加入CH4和CO2各1 mol的混合气体。两容器中反应达平衡后放出或吸收的热量较多的是_______(填“A” 或“B ”)。
②按一定体积比加入CH4和CO2,在恒压下发生反应,温度对CO和H2产率的影响如图3所示。此反应优选温度为900℃的原因是________。
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(3)O2辅助的Al~CO2电池工作原理如图4所示。该电池电容量大,能有效利用CO2,电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。
电池的负极反应式:________。
电池的正极反应式:6O2+6e
6O2
6CO2+6O2
3C2O42
反应过程中O2的作用是________。
该电池的总反应式:________。