【題目】碳及其化合物廣泛存在于自然界。隨著科技的進步,利用化學反應原理將含碳物質進行合理轉化,已成為資源利用、環境保護等社會關注問題的焦點。如CO2是人類工業生產排放的主要的溫室氣體,利用CO2制造更高價值化學品是目前的研究熱點。
(1)①利用CH4和CO2這兩種溫室氣體可以生產水煤氣。已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H =890.3 kJ·mol-1
CO(g)+H2O (g)=CO2(g)+H2 (g) △H =+2.8 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H =566.0 kJ·mol-1
反應CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) 的△H =____kJ·mol-1
②250℃時,以鎳合金為催化劑,向4 L恒容容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4,發生如下反應:CO2 (g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g)。平衡體系中各組分體積分數如下表:
物質 | CH4 | CO2 | CO | H2 |
體積分數 | 0.1 | 0.1 | 0.4 | 0.4 |
此溫度下該反應的平衡常數K=_______。
(2)利用CO2催化加氫可以合成乙醇,反應原理為:2CO2(g)+6H2(g) C2H5OH(g)+3H2O(g) H<0,設m為起始時的投料比,即m= n(H2)/ n(CO2)。
①圖1中投料比相同,溫度從高到低的順序為____。
②圖2中m1、m2、m3從大到小的順序為____。
(3)高溫電解技術能高效實現下列反應:CO2+H2O CO+H2+O2,其可將釋放的CO2轉化為具有工業利用價值的產品。工作原理示意圖如下:
電極a的電極反應式____
(4)工業生產煙氣中的CO2捕獲技術之一是氨水溶液吸收技術,將煙氣冷卻至15.5℃~26.5℃后用氨水吸收過量的CO2。已知:NH3·H2O的Kb=1.7×10-5,H2CO3的Ka1=4.3×10-7、Ka2=5.6×10-11。吸收后所得溶液的pH____7(填“>”、“=”或“<”)。
【答案】+247.3 64
CO2+H2O + 4e- =CO+H2+2O2 - >
【解析】
(1)①根據蓋斯定律得出答案;②先按照三段式建立關系,再列關系,解得答案。
(2)①圖1中投料比相同,同壓下,從下往上,轉化率變大,分析評估移動;②當溫度相同,從下往上,轉化率升高,分析反應物的量對轉化率的影響得出答案。
(3)A極化合價降低,發生還原反應,從而寫出答案。
(4)用氨水吸收過量的CO2生成碳酸氫銨,根據NH3·H2O的電離平衡常數與H2CO3的Ka1平衡常數分析得出答案。
(1)(1)根據蓋斯定律,第1個反應減第2個反應的2倍,再減第3個反應的2倍,得到反應CO2(g)+CH4(g) 2CO(g)+2H2(g) 的△H =+247.3kJ·mol-1,故答案為:+247.3。
② CO2 (g) + CH4(g) 2CO(g) + 2H2(g)
開始:6mol 6mol 0 0
轉化:xmol xmol 2xmol 2xmol
平衡:(6-x)mol (6-x)mol 2xmol 2xmol
解得x = 4
,故答案為:64。
(2)①圖1中投料比相同,同壓下,從下往上,轉化率變大,平衡正向移動,減小溫度,因此溫度從高到低的順序為T3 > T2 > T1,故答案為:T3 > T2 > T1。
②當溫度相同,從下往上,轉化率升高,則氫氣量越來越大,即投料比m增大,因此圖2中m1、m2、m3從大到小的順序為m1 > m2 > m3,故答案為:m1 > m2 > m3。
(3)A極化合價降低,發生還原反應,因此電極a的電極反應式CO2+H2O +4e-= CO+H2+ 2O2-,故答案為:CO2+H2O +4e-= CO+H2+ 2O2-。
(4)用氨水吸收過量的CO2生成碳酸氫銨,由于NH3·H2O的Kb=1.7×10-5大于H2CO3的Ka1=4.3×10-7,因此吸收后所得溶液的pH > 7,故答案為:>。
科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】向某容積為2L的恒容密閉容器中充入2molX(g)和1molY(g),發生反應2X(g)+Y(g)3Z(g)。反應過程中,持續升高溫度,測得混合體系中X的體積分數與溫度的關系如圖所示。下列推斷正確的是( )
A.M點時,Y的轉化率最大
B.平衡后充入X,達到新平衡時X的體積分數減小
C.升高溫度,平衡常數減小
D.W、M兩點Y的正反應速率相同
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】鍺(Ge)是典型的半導體元素,在電子、材料等領域應用廣泛。回答下列問題:
(1)Ge與C是同族元素,C原子之間可以形成雙鍵、叁鍵,但Ge原子之間難以形成雙鍵或叁鍵。從原子結構、熔點/℃角度分析,原因是______________。
(2)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點,分析其變化規律及原因____________。
GeCl4 | GeBr4 | Gel4 | |
熔點/℃ | -49.5 | 26 | 146 |
沸點/℃ | 83.1 | 186 | 約400 |
(3)光催化還原CO2制備CH4反應中,帶狀納米Zn2GeO4是該反應的良好催化劑。Zn、Ge、O電負性由大至小的順序是______________。
(4)Ge單晶具有金剛石型結構,其中Ge原子的雜化方式為__________,微粒之間存在的作用力是________。
(5)晶胞有兩個基本要素:
①原子坐標參數,表示晶胞內部各原子的相對位置。如圖為Ge單晶的晶胞,其中原子坐標參數A為(0,0,0);B為(,0,
);C(
,0,
),則D原子的坐標參數為_________。
②晶胞參數:描述晶胞的大小和形狀。已知Ge單晶的晶胞參數a=565.76 pm,其密度為_______ g·cm3(列出計算式即可)。
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科目:高中化學 來源: 題型:
【題目】下列事實中,不能用勒夏特列原理解釋的是( )
A.冰鎮的啤酒打開后泛起泡沫
B.對N2+3H22NH3的反應,使用鐵觸媒可加快合成氨反應的速率
C.工業上生產硫酸的過程中使用過量的空氣以提高二氧化硫的利用率
D.工業制取金屬鉀Na(l)+KCl(l)NaCl(l)+K(g)選取適宜的溫度,使K成蒸汽從反應混合物中分離出來
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【題目】在相同溫度下,0.01mol/L的NaOH溶液和0.01mol/L的鹽酸相比較,下列說法正確的是( )
A.兩溶液的pH之和等于14
B.由水電離出的c(H+)都是1.0×10-12mol/L
C.由水電離出的c(OH-)相等
D.若將0.01mol/L的鹽酸換成同濃度的醋酸,對水的電離的影響不變
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【題目】弱電解質在水溶液中的電離狀況可以進行定量計算和推測。
(1)25℃時兩種酸的電離平衡常數如表所示。
Ka1 | Ka2 | |
HA | 1×10-4 | |
H2B | 1×10-2 | 5×10-6 |
①25℃時,0.100mol·L-1的NaA溶液中H+、OH-、Na+、A-、HA的物質的量濃度由大到小的順序是:___。pH=8的NaA溶液中由水電離出的c(OH-)=___mol·L-1。
②25℃時,0.100mol·L-1的NaHB溶液pH___7,理由是___。
③25℃時,向0.100mol·L-1的Na2B溶液中滴加足量0.100mol·L-1的HA溶液,反應的離子方程式為___。
(2)已知25℃時,向0.100mol·L-1的H3PO4溶液中滴加NaOH溶液,各含磷微粒的物質的量分數隨pH變化的關系如圖所示。
①當溶液pH由11到14時,所發生反應的離子方程式為:___。
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【題目】75%的乙醇即醫用酒精,因為殺滅病毒效果好且價格相對便宜,在生活中被大量使用。工業上主要用乙烯和水蒸氣直接化合法制備乙醇。
回答下列問題:
(1)已知:
①2C2H6(g)+ O2(g)2C2H4(g)+ 2H2O(g) ΔH1=-192 kJ/mol
②2H2(g)+ O2(g)2H2O(g) ΔH2=-484 kJ/mol
則③C2H6(g)C2H4(g) + H2(g) ΔH3=__________kJ/mol
(2)某溫度下,一定量的乙烷在剛性容器內發生反應③,起始濃度為 c0,平衡時容器內總壓強增加了 20%,乙烷的轉化率為_____,該溫度下反應的平衡常數 K=__用含 c0 的式子表示)。
(3)氣相直接水合法制取乙醇的反應④:H2O(g)+C2H4(g)CH3CH2OH(g) ΔH4。恒壓下,當起始 n(H2O)︰n(C2H4)=1︰1 時,催化反應相同時間,測得不同溫度下 C2H4 轉化為 CH3CH2OH 的轉化率如下圖所示。(圖中虛線表示相同條件下C2H4的平衡轉化率隨溫度的變化)
①分析圖像可知ΔH4_____0(填“>”或“<”),理由是_______。
②X 點,v正_________v逆(填“>””“<”或“=”)。在 X 點的條件下,進一步提高 C2H4 轉化率的方法是_______(寫一種)。
(4)乙醇可用于制備各種燃料電池。下圖是乙醇堿性燃料電池的結構示意圖,使用的離子交換膜是_____(填“陽離子”或“陰離子”)交換膜,a 側的電極反應式是_______。
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【題目】2,5-二羥基苯甲酸甲酯俗稱龍膽酸甲酯,可由龍膽酸與甲醇酯化得到,是合成制藥中的常見中間體。其結構如右圖所示。
回答以下問題:
(1)龍膽酸甲酯所含官能團名稱為 _________________
(2)龍膽酸甲酯的分子式為________________
(3)下列有關龍膽酸甲酯的描述,正確的是______________(填字母)。
a.能發生消去反應
b.能與氫氣發生加成反應
c.能與濃溴水反應
(4)龍膽酸甲酯與足量氫氧化鈉溶液反應的化學方程式___________________ 。
(5)寫出滿足下列條件的龍膽酸的兩種同分異構體的結構簡式_________、____________。
① 能發生銀鏡反應; ② 能使FeCl3溶液顯色;
③ 酯類 ④苯環上的一氯代物只有兩種
(6)已知X及其它幾種有機物存在如下轉化關系,且測得C4H8含有一個支鏈,A的核磁共振氫譜圖中有兩個吸收峰。
寫出①的化學方程式____________________________________。
②的化學方程式______________________________________。
③化學方程式 ________________________________________。
寫出X的結構簡式________________。
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【題目】下列油脂的性質和用途與其含有的碳碳雙鍵()有關的是( )
A.適量攝入油脂,有助于人體吸收多種脂溶性維生素和胡蘿卜素
B.利用油脂在堿性條件下的水解可以生產甘油和肥皂
C.植物油通過氫化可以制造植物奶油(人造奶油)
D.脂肪是人體中儲存能量的重要物質
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