研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源,解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机,同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应,实现CO2的良性循环。
(1)目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。
①写出该反应的热化学方程式:_______________________。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是_____。
a.容器中压强不变
b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有6个H-H断裂。
(2)最近有科学家提出构想:把空气吹入饱和碳酸钾溶液,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应后使之变为可再生燃料甲醇。该构想技术流程如下:
①向分解池中通入高温水蒸气的作用是________。
②甲醇可制作燃料电池,写出以稀硫酸为电解质甲醇燃料电池负极反应式_________。当电子转移的物质的量为________时,参加反应的氧气的体积是6.72L(标准状况下)。
(3)某国科研人员提出了使用氢气和汽油(汽油化学式用C8H18表示)混合燃料的方案,以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用,储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2,该系统反应如下图所示:
解决如下问题:①写出CaH2的电子式______________________。
②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是:____________。
③如该系统反应均进行完全,试写出该系统总反应的化学方程式________________。
取 A、B 两份物质的量浓度相等的 NaOH 溶液,体积均为 50mL,分别向其中通入一定量的 CO2后,再分别稀释为 100mL。
(1)在 NaOH 溶液中通入一定量的 CO2后,溶液中溶质的组成可能是:(填化学式)①__________②___________③____________④______________。
(2)在稀释后的溶液中分别逐滴加 0.1mol/L 的盐酸,产生的 CO2 的体积(标准状况)与所加盐酸的体积关系如图所示:
①分别加入足量的盐酸后,溶液中的溶质是_____________,原 NaOH 溶液的物质的量浓度为_________。
②A 曲线表明,原溶液通入CO2后,所得溶质的化学式为_________,与盐酸反应 产生 CO2的最大体积是_________mL(标准状况)。
③B 曲线表明,原溶液通入 CO2后,所得溶质的化学式为_________,其物质的量 之比为_________。
现有①H2SO4 ②酒精 ③液氨 ④纯碱固体 ⑤熔融的氢氧化钠 ⑥水银 ⑦三氧化硫 ⑧澄清石灰水 ⑨氯化钠溶液 ⑩CaCO3固体,其中属于盐的是(填序号,下同)_________, 属于酸性氧化物的是_________,能导电的是_____________,属于电解质的是________。
已知在25℃时,醋酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数如下表:
醋酸 |
碳酸 |
亚硫酸 |
Ka= 1.75×10-5 |
Ka1= 4.30×10-7Ka2 = 5.61×10-11 |
Ka1= 1.54×10-2 Ka2 = 1.02×10-7 |
(1)写出碳酸的第一步电离平衡常数表达式:Ka1 = 。
(2)在相同条件下,试比较H2CO3、HCO3-和HSO3-的酸性强弱: > > 。
(3)下图表示常温时稀释醋酸、碳酸两种酸的稀溶液时,溶液PH随水量的变化
①图像中,曲线I表示的酸是 (填化学式)。
②A、B、C三点中,水的电离程度最大的是 (填字母)。
某研究性学习小组为了探究醋酸的电离情况,进行了如下实验。用pH计测定25 ℃时不同浓度的醋酸的pH,其结果如下:
醋酸浓度/mol·L-1 |
0.001 0 |
0.010 0 |
0.020 0 |
0.100 0 |
0.200 0 |
pH |
3.88 |
3.38 |
3.23 |
2.88 |
2.73 |
回答下列问题:
(1)写出醋酸的电离方程式:__________________________。
(2)醋酸溶液中存在的微粒有__________________________。
(3)根据表中数据,可以得出醋酸是弱电解质的结论,你认为得出此结论的依据是__________________。
(4)从表中的数据,还可以得出另一结论:随着醋酸浓度的减小,醋酸的电离程度(选填“增大”“减小”或“不变”)__________。
(5)常温常压下,在 pH =5的稀醋酸溶液中,c(CH3COO-)= (精确值,用表达式表示)。
(6)下列方法中,可以使0.10 mol·L-1 CH3COOH溶液中CH3COOH电离程度增大的是 。
a.加入少量0.10 mol·L-1的稀盐酸
b.加入少量冰醋酸
c.加入少量氯化钠固体
d.加热CH3COOH溶液
e.加入Zn粒
f.加入少量0.10 mol·L-1的CH3COONa溶液
工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol
某小组研究在同温度下反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应。数据如下:
容器编号 |
起始时各物质物质的量/mol |
达到平衡的时间/min |
达平衡时体系能量的变化/kJ |
||||
CO |
H2O |
CO2 |
H2 |
||||
① |
1 |
4 |
0 |
0 |
t1 |
放出热量:32.8 kJ |
|
② |
2 |
8 |
0 |
0 |
t2 |
放出热量:Q |
|
(1)该反应过程中,反应物分子化学键断裂时所吸收的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)生成物分子化学键形成时所释放的总能量。
(2)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为 %。
(3)计算容器②中反应的平衡常数K= 。
(4)下列叙述正确的是 (填字母序号)。
a.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
b.容器②中反应达平衡状态时,Q > 65.6 kJ
c.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
d.容器①中,反应的化学反应速率为:v(H2O)=4/Vt1mol/(L·min)
(5)已知:2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)ΔH=-484kJ/mol,
写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式: 。