Ⅰ.如何降低大气中CO2的含量及有效利用CO2,目前已引起各国普遍重视。
(1)工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理,现进行如下实验,在体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,在500℃下发生反应:
CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) 。
实验测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图1所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=_____________________;
②图2是改变温度时H2的化学反应速率随时间变化的示意图,则该反应的正反应是
热(填“吸”或“放”)反应。
③该反应的平衡常数K为 (保留两位小数)。若提高温度到800℃进行,达平衡时,K值 (填“增大”、“减小”或“不变”),
④500℃达平衡时,CH3OH的体积分数ω为 。
(2)在载人航天器的生态系统中,不仅要求分离去除CO2,还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化:2CO2=2CO+O2,CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为:4OH--4e-=O2↑+2H2O,则阴极反应式为_________ ____ ___。
Ⅱ.工业上可利用煤的气化产物(CO和H2)合成二甲醚(CH3OCH3),其三步反应如下:
1. 2H2 (g)+CO(g) CH3OH (g) ΔH=-90.8 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH=-23.5 kJ·mol-1
③ CO(g)+H2O(g) CO2 (g)+H2(g) ΔH=-41.3 kJ·mol-1
(3)总合成反应的热化学方程式为__________ _ 。
(4)一定条件下的密闭容器中,上述总反应达到平衡时,要提高CO的转化率,可以采取的措施是__________(填字母代号)。
A.高温高压 |
B.加入催化剂 |
C.减少CO2的浓度 |
D.增加CO的浓度 |
E.分离出二甲醚
(5)已知反应②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)在某温度下的平衡常数K = 400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质 |
CH3OH |
CH3OCH3 |
H2O |
c / mol·L-1 |
0.44 |
0.60 |
0.60 |
此时,v (正) _____ v (逆) (填“>”、“<”或“=”)。
(10分)为测定氯化钾和硫酸钾混合物中氯化钾的含量,某同学设计了如下实验:称量样品,溶解,添加适量A溶液,过滤,得沉淀和滤液B,将沉淀洗涤,烘干,得物质C。
回答下列问题:
(1)溶液A溶质的化学式_____,物质C的化学式____。
(2)用托盘天平称量样品,当天平平衡时,发现左盘错放砝码质量为26g,游码为0.4g,则右盘样品实际质量是____。
(3)若过滤使用的仪器和用品已有:滤纸、铁架台、铁圈、烧杯、漏斗,还需要补充的仪器或用品是______。
(4)若C的质量为23.3g,则原混合物中氯化钾的质量分数为______。
(6分)CO和CO2的混合气体18 g,完全燃烧后测得CO2体积为11.2L(标准状况)。试回答:(1)混合气体中CO的质量是。(2)混合气体中CO2在标准状况下的体积是。(3)混合气体在标准状况下的密度是。
(8分)某校化学兴趣小组对附近一化工厂排出的污水进行监测。发现污水中含某些金属离子对水质和环境造成了严重污染。他们曾对该厂排出的污水取样、过滤,对滤液进行了多次检测,其中有三次检测结果发现有如下物质:①CuCl2、FeCl3、MgSO4、H2SO4;②CuSO4、 MgCl2、Fe2 (SO4)3、HCl;③CuSO4、AgNO3、FeCl3、HCl。试回答:
(1)三次检测的结果中第________次检测的结果不正确。
(2)研究小组根据检测结果,向化工厂提出建议:用一种含钠离子的化合物来处理污水,就可以同时除去检测出的金属离子。这种化合物是_____________。
(3)在检测时,为了确定滤液中是否存在硫酸根离子和氯离子,同学们将滤液酸化后,首先向滤液中加入过量的_____________溶液,将反应后的混合物过滤,再向得到的滤液中加入_____________溶液。
甲学生急需3.0 mol·L-1稀硫酸做探究性实验,而此时实验室只有18.4 mol·L-1浓硫酸。请你为他配制100 mL 3.0 mol·L-1稀硫酸。
(1)建议配制过程如下:
① 计算所需浓硫酸的体积是,量取浓硫酸所用的量筒的规格是(从下列中选用A.10 mL B.25 mL C.50 mL D.100 mL)。
② 稀释。具体操作过程是。
③ 待上步得到的稀释液充分冷却后,借助玻璃棒引流,注入。用蒸馏水洗涤烧杯内壁和玻璃棒2~3次,洗涤液也注入其中。轻轻摇动容量瓶,使溶液混合均匀。
④ 将蒸馏水注入容量瓶,待液面离容量瓶刻度线1-2cm,改用加水至液面与刻度线相切。盖好瓶塞,反复上下颠倒、摇匀。
⑤ 将配好的溶液转移到试剂瓶中,交甲同学使用。
(2)在配制溶液过程中,遇到下列情况时,实际浓度会怎样?
(填偏高、偏低或不影响)
A.所用的浓硫酸长时间放置在密封不好的容器中
B.容量瓶用蒸馏水洗涤后残留有少量的水
C.所用过的烧杯、玻璃棒未洗涤
D.定容时俯视刻度线
(10分)200 mL 2.00 mol/L的Al2(SO4)3溶液中含有mol Al2(SO4)3,
Al3+的物质的量浓度为,SO42-的物质的量浓度为,
含Al3+的物质的量为,质量为。