研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)已知拆开1 mol H2、1 mol O2和液态水中1 mol O—H键使之成为气态原子所需的能量分别为436 kJ、496 kJ和462 kJ;CH3OH(g)的燃烧热为627 kJ·mol-1。
则CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(l) ∆H= kJ·mol-1
(2)将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为:
2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(l)
①该反应平衡常数表达式K= 。
②已知在某压强下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率如图所示。该反应的∆H 0,(填“>”或“<”)。若温度不变,减小反应投料比[n(H2)/n(CO2)],则K将 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
③某温度下,向体积一定的密闭容器中通入CO2(g)与H2(g)发生上述反应,当下列物理量不再发生变化时,能表明上述可逆反应达到化学平衡的是 。
A.二氧化碳的浓度 | B.容器中的压强 |
C.气体的密度 | D.CH3OCH3与H2O的物质的量之比 |
(3)向澄清的石灰水中通入CO2至溶液中的Ca2+刚好完全沉淀时,则溶液中c(CO32 -)= 。[已知:Ksp(CaCO3)=2.8×10-9]
(4)以甲醚、空气、氢氧化钾溶液为原料的燃料电池为电源,以石墨为电极电解500 mL滴有酚酞的NaCl溶液,装置如图所示:请写出电解过程中Y 电极附近观察到的现象 ;当燃料电池消耗2.8L O2(标准状况下)时,计算此时:NaCl溶液的pH= (假设溶液的体积不变,气体全部从溶液中逸出)。
(本题共8分)将2molCO2和6molH2充入容积为3L的密闭容器中,在一定温度和压强条件下发生了下列反应:CO2(g)+3H2 (g)CH3OH(g)+H2O(g) +49.0 kJ。反应在2分钟时达到了平衡。
(1).用H2与CO2浓度的变化表示该反应的速率,以它们的速率表示反应达到平衡的关系式是_____________________。
(2).当改变反应的某一个条件,平衡一定向正反应方向移动的是__________。
a.逆反应速率先增大后减少 b.正反应速率先增大后减少
c.某反应物的体积百分含量减小 d.化学平衡常数K值增大
(3).达到平衡时,改变温度(T)和压强(P),反应混合物中CH3OH的“物质的量分数”变化情况如图所示,关于温度(T)和压强(P)的关系判断正确的是(填序号)。
A.P3>P2T3>T2 | B.P2>P4T4>T2 |
C.P1>P3T1>T3 | D.P1>P4T2>T3 |
(4).平衡时,测得H2O(g)的物质的量分数为0.30,则用H2O(g)的物质的量浓度变化来表示该反应在2分钟内的平均反应速率为mol ∙ L-1∙ min-1。
(本题共8分)高锰酸钾(KMnO4)是一种常用的氧化剂。
(1).有下列变化:CO32-→CO2、C2O42-→CO2、Fe3+→Fe2+,找出其中一个变化与“MnO4-→Mn2+”组成一个反应,写出该反应的配平的离子方程式_____________________________。
(2).不同条件下高锰酸钾可发生如下反应:
MnO4-+5e+8H+→Mn2++4H2O
MnO4-+3e+2H2O→MnO2+4OH-
MnO4-+e→MnO42-
由此可知,高锰酸根离子(MnO4-)反应后的产物与 有关。
(3).高锰酸钾可代替二氧化锰用来制取Cl2,氧化剂和还原剂物质的量之比为_____________。
(4).高锰酸钾与硫化亚铁有如下反应:
10FeS+6KMnO4+24H2SO4→3K2SO4+6MnSO4+5Fe2(SO4)3+10S+24H2O
若上述反应前后固体的质量减少了2.8g,则硫元素与KMnO4之间发生电子转移的数目为 个。
(本题共8分)在玻璃生产中,熔炉里原料发生的主要反应为:
2Na2CO3+CaCO3+3SiO22Na2SiO3+CaSiO3+3CO2↑
(1).某反应物在熔融状态下不导电,它属于_____晶体。
(2).上述反应里,在周期表中相邻两元素的原子半径______>______(填元素符号) ,处于同一周期元素的名称是__________________。
(3).上述反应里金属性最强的短周期元素,其原子核外有______种不同能级的电子,其单质在O2中充分燃烧,产物的电子式为_____________。
(4).H2与O2发生反应的过程用模型图示如下(“—”表示化学键):
其中过程Ⅰ是______过程(填“吸热”、“放热”或“没有能量变化”)。图④中产生了由极性键构成的__________分子(填“极性”或“非极性”)。
下图为一系列稠环化合物。
(1)它们结构相似,性质相似,属于同系列,这些稠环化合物(填“是”或“不是”)苯的同系物,(填“属于”或“不属于”)芳香烃。
(2)是最简单的稠环化合物,它的结构高度对称,下列对它的判断正确的是(填序号)。
①属于非极性分子
②难溶于水,易溶于CCl4等有机溶剂
③分子中的碳原子有sp2杂化和sp3杂化
④分子中所有原子共面
(3)上述稠环系列中第19项的化合物的分子式为,其一氯代物有种。
某些废旧塑料隔绝空气加强热,使其变废为宝。其实验装置如图。对某废塑料加强热得到的产物如下表:
产物 |
氢气 |
甲烷 |
乙烯 |
丙烯 |
苯 |
甲苯 |
碳(固体) |
质量分数(%) |
12 |
24 |
12 |
16 |
20 |
10 |
6 |
![]() |
(1)试管A中残留物有多种用途,可按如下转化制取工业产品:
写出①的反应方程式为:。
由Y制PVC的方程式为:。
(2)试管B收集到的产品中,能使酸性KMnO4溶液褪色的物质的结构简式为。
(3)经锥形瓶C中溴水充分吸收,剩余气体干燥后的平均相对分子质量为。