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二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的一个重要战略方向,发展成一项重要的新兴...

二氧化碳的捕集、利用与封存是我国能源领域的一个重要战略方向,发展成一项重要的新兴产业。

(1)已知:CH4、CO、H2的燃烧热分别为890 kJ•mol1、283 kJ•mol1、285.8 kJ•mol1,计算下列反应的反应热。CO2(g)+CH4(g)= 2CO(g)+ 2H2(g) ΔH____kJ•mol1

(2)利用废气中的CO2为原料制取甲醇,反应方程式为:CO2+3H2CH3OH+H2O其他条件相同,该甲醇合成反应在不同催化剂()作用下反应相同时间后,CO2的转化率随反应温度的变化如图1所示。

该反应的ΔH______0(填“>”或“<”)

d点不同催化剂()作用下CO2的转化率相同的原因是_______________

 

(3)用二氧化碳催化加氢来合成低碳烯烃,起始时以0.1MPa,n(H2)∶n(CO2)=3∶1的投料比充入反应器中,发生反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)H,不同温度下平衡时的四种气态物质的物质的量如图2所示:

该反应在__________自发进行(填“低温”或“高温”)。

②c代表的物质是_______________

T1温度下的平衡转化率为__________________,相对于起始状态,平衡时气体的平均相对分子质量增大的百分率为_______________(保留三位有效数字)。

 

+247.6<d均达到平衡状态,催化剂不影响平衡转化率低温C2H450%23.1% 【解析】试题分析:本题为化学反应原理综合测试题,为高考必考题型,题目难度较大。考查点涉及反应热的计算、盖斯定律,化学平衡图像分析和化学平衡计算。 (1)根据CH4、H2、和CO的燃烧热分别写出燃烧的热化学方程式:①O2(g)+2H2(g)=2H2O(l)△H=-571.6 kJ•mol-1;②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890 kJ•mol-1;③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566 kJ•mol-1•mol-1,利用盖斯定律将②-①-③可得CO2(g)+CH4(g)= 2CO(g)+ 2H2(g) ΔH=+247.6kJ•mol-1。 (2)分析图1知a、b、c点均未达到平衡状态,升高温度,化学反应速率加快,CO2的转化率增大;d点不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下均达到平衡状态。①d点不同催化剂(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)作用下均达到平衡状态,在升高温度,CO2的转化率逐渐减小,平衡逆向移动,该反应的正反应为放热反应,ΔH<0;②使用催化剂只能改变反应速率,平衡不移动,不影响CO2的平衡转化率。 (3)①反应:2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g)正向为气体物质的量减小的反应,△S<0,由图2知随着温度的升高,平衡时H2的物质的量逐渐增大,平衡逆向移动,则该反应为放热反应,△H <0,根据△H-T△H<0判断该反应在低温自发进行。 ②分析图2知随着温度的升高,平衡时H2的物质的量逐渐增大,平衡逆向移动,a曲线代表反应物CO2,b、c代表生成物,b曲线代表的生成物的物质的量变化大,b曲线代表的物质是H2O,c曲线代表的生成物的物质的量变化小,则c代表的物质是C2H4。③利用三行式分析。设起始加入CO2的物质的量为x,则H2的物质的量为3x。 2CO2(g)+6H2(g) C2H4(g)+4H2O(g) 起始(mol)x 3x 0 0 转化(mol)2 6 1 4 平衡(mol)2 6 1 4 解得x=4,3x=12。则T1温度下的反应物的平衡转化率为2/4×100%=50%;对于起始状态,气体的平均相对分子质量为(4×44+12×2)÷16=12.5,平衡时气体的平均相对分子质量为(4×44+12×2)÷13=15.4,增大的百分率为(15.4-12.5)/12.5×100%=23.1%。 点睛:解答(1)题要先根据燃烧热的概念写出相关的热化学方程式,然后利用盖斯定律进行计算;(2)题要注意催化剂只能改变化学反应速率而化学平衡不移动,抓住图像信息,d点反应达到平衡状态进行作答。  
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考点分析:
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铈元素(Ce)是镧系金属中自然丰度最高的一种,常见价态有+3、+4,铈的合金耐高温,可以用来制造喷气推进器零件。

(1)雾霾中含有大量的污染物NO,可以被Ce4+溶液吸收,生成NO2、NO3(二者物质的量之比为1∶1),该反应氧化剂与还原剂的物质的量之比为___________

(2)可采用电解法将上述吸收液中的NO2转化为无毒物质,同时再生Ce4+,其原理如右图所示。

Ce4+从电解槽的__________(填字母序号)口流出。

写出阴极的电极反应式____________________________。每消耗1mol NO2,阴极区H+物质的量减少______mol。

(3)铈元素在自然中主要以氟碳矿形式存在,主要化学成分为CeFCO3,工业上利用氟碳铈矿提取CeCl3的一种工艺流程如下:

 

焙烧过程中发生的主要反应方程式为______________________________________

酸浸过程中有同学认为用稀硫酸和H2O2替换盐酸更好,他的理由是_________________________

Ce(BF4)3、KBF4的Ksp分别为a、b,则Ce(BF4)3(s) + 3KCl(aq)3KBF4(s) + CeCl3 (aq)平衡常数为______________________

加热CeCl3·6H2O和NH4Cl的固体混合物可得到无水CeCl3,其中NH4Cl的作用是______________________

 

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天津港“8.12”爆炸事故中,因爆炸冲击导致氰化钠泄漏,可以通过喷洒双氧水或硫代硫酸钠溶液来处理,以减轻环境污染.

资料:氰化钠化学式NaCN(C元素+2价,N元素﹣3价),白色结晶颗粒,剧毒,易溶于水,水溶液呈碱性,易水解生成氰化氢.

I、(1)NaCN水溶液呈碱性,其原因是____________(用离子方程式解释).

(2)双氧水氧化法除NaCN:碱性条件下加入H2O2,可得到纯碱和一种无色无味的无毒气体,该反应的离子方程式为____________________

(3)非金属性N______C(填“<”、“>”或“=”),请设计实验证明:_____________

II、某化学兴趣小组实验室制备硫代硫酸钠(Na2S2O3),并检测用硫代硫酸钠溶液处理后的氰化钠废水能否达标排放.

[实验一]实验室通过如图装置制备Na2S2O3

(3)b装置的作用是_______________

(4)c装置中的产物有Na2S2O3和CO2等,d装置中的溶质有NaOH、Na2CO3,还可能有__

(5)实验结束后,在e处最好连接盛__(选填“NaOH溶液”、“水”、“CCl4”中任一种)的注射器,再关闭K2打开K1防止拆除装置时污染空气.

[实验二]测定用硫代硫酸钠溶液处理后的废水中氰化钠的含量.

己知:①废水中氰化钠的最高排放标准为0.50mg/L.

②Ag++2CN=[Ag(CN)2],Ag++I=AgI↓,AgI呈黄色,且CN优先与Ag+反应.

实验如下.取25.00mL处理后的氰化钠废水于锥形瓶中,并滴加几滴KI溶液作指示剂,用1.000×10﹣4mol/L的标准AgNO3溶液滴定,消耗AgNO3溶液的体积为2.50mL.

(6)滴定终点的判断方法是_______________

(7)处理后的废水中氰化钠的含量为_______________mg/L.

 

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室温下,用0.100mol/L NaOH溶液分别滴定20.00mL 0.100mol/L 的盐酸和醋酸,滴定曲线如图所示,下列说法正确的是(  )

A. Ⅱ表示的是滴定醋酸的曲线

B. PH=7时,滴定醋酸消耗V(NaOH)小于20mL

C. V(NaOH)=20mL时,c(Cl)=c(CH3COO

D. V(NaOH)=10mL时,醋酸溶液中:c(Na+)>c(CH3COO )>c(H+)>c(OH

 

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镁及其化合物一般无毒(或低毒)、无污染,且镁原电池放电时电压高而平稳,越来越成为人们研制绿色原电池的关注焦点.其中一种镁原电池的反应为:xMg+Mo3S4 MgxMo3S4,下列说法正确的是(  )

A. 电池放电时,Mg2+向负极迁移

B. 电池放电时,正极反应为Mo3S4+2xe+xMg2+═MgxMo3S4

C. 电池充电时,阴极发生还原反应生成Mo3S4

D. 电池充电时,阳极反应为xMg﹣2xe═xMg2+

 

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为实现实验目的,选用的装置、实验操作均正确的是(  )

 

实验目的

实验步骤和装置

A

探究温度对反应速率的影响

不同温度下,取0.1 mol/LKI 溶液,向其中先加入淀粉溶液,再加入0.1 mol/L 硫酸,记录溶液出现蓝色的时间

B

配制100mL1.0mol/L NaOH溶液

向100mL容量瓶中加入4. 0gNaOH固体,加水到刻度线

C

验证牺牲阳极的阴极保护法

往铁电极附近滴加铁氰化钾溶液

D

比较H2O2 和Fe3+的氧化性

将盐酸酸化的双氧水滴入Fe(NO3)2溶液中

 

 

A. A    B. B    C. C    D. D

 

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