題目列表(包括答案和解析)
(16分)請運用化學反應原理的相關知識研究碳及其化合物的性質。
(1)我國儲氫納米碳管研究已取得重大進展。用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳
納米顆粒(雜質),這種碳納米顆?捎醚趸瘹饣ㄌ峒,其反應的化學方程式為:
___C + ___K2Cr2O7 + _______=" ___" CO2↑ + ___K2SO4 + ___Cr2(SO4)3 +___H2O
請完成并配平上述化學方程式。
(2)工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇,該反應的熱化學方程式為:
CO(g)+ 2H2(g)
CH3OH(g) △H1=-116 kJ·mol-1
①下列措施中有利于增大該反應的反應速率的是____________。
| A.使用高效催化劑 | B.降低反應溫度 |
| C.增大體系壓強 | D.不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來 |
(16分)請運用化學反應原理的相關知識研究碳及其化合物的性質。
(1)我國儲氫納米碳管研究已取得重大進展。用電弧法合成的碳納米管中常伴有大量碳
納米顆粒(雜質),這種碳納米顆?捎醚趸瘹饣ㄌ峒,其反應的化學方程式為:
___C + ___K2Cr2O7 + _______= ___ CO2↑ + ___K2SO4 + ___Cr2(SO4)3 +___H2O
請完成并配平上述化學方程式。
(2)工業(yè)上一般以CO和H2為原料合成甲醇,該反應的熱化學方程式為:
CO(g)+ 2H2(g)
CH3OH(g)
△H1=-116 kJ·mol-1
①下列措施中有利于增大該反應的反應速率的是____________。
A.使用高效催化劑 B.降低反應溫度
C.增大體系壓強 D.不斷將CH3OH從反應混合物中分離出來
②在恒容容器中合成甲醇,當溫度分別為230℃、250℃和270℃時,CO的轉化率與n(H2)/n(CO)的起始組成比的關系如右圖所示。已知容器體積1L,起始時CO的物質的量均為1mol。據(jù)此判斷在上述三種溫度中,曲線Z對應的溫度是__________;利用圖中a點對應的數(shù)據(jù),計算該反應在對應溫度下的平衡常數(shù)K =_______________________。
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③已知:
△H2=-283 kJ·mol-1
△H3=-242 kJ·mol-1
則表示1mol氣態(tài)甲醇完全燃燒生成CO 2和水蒸氣的熱化學方程式為_________。
(3)CO2在自然界循環(huán)時可與CaCO3反應,CaCO3是一種難溶物質,其溶度積常數(shù)Ksp=
c(Ca2+)·c(CO32—)=2.8×10−9。CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合可形成CaCO3沉淀,現(xiàn)將等體積的CaCl2溶液與Na2CO3溶液混合,若Na2CO3溶液的濃度為5.6×10 -5 mol/L ,則生成沉淀所需CaCl2溶液的最小濃度為________________________。
(12分)利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O(g)轉化為CH4和O2。紫外光照射時,在不同催化劑(I,II,III)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時間的變化如圖所示。
(1)在0-15小時內,CH4的平均生成速率 vⅠ、vⅡ和v Ⅲ 從大到小的順序為 ;
反應開始后的30小時內,在第 種催化劑的作用下,收集的CH4最多。
(2)將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應器,發(fā)生反應:CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g),該反應的△H=+206 kJ•mol-1
①在答題卡的坐標圖中,畫出反應過程中體系的能量變化圖(進行必要的標注)
②將等物質的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉容器,某溫度下反應達到平衡,平衡常數(shù)K=27,此時測得CO的物質的量為0.10mol,求CH4的平衡轉化率(計算結果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= -890kJ·mol-1,現(xiàn)有甲烷和一氧化碳的混合氣體共0.75mol,完全燃燒后生成氣態(tài)二氧化碳和18g液態(tài)水,并放出515kJ熱量,請寫出一氧化碳燃燒的熱化學方程式__________________ 。
(12分)利用光能和光催化劑,可將CO2和H2O(g)轉化為CH4和O2。紫外光照射時,在不同催化劑(I,II,III)作用下,CH4產(chǎn)量隨光照時間的變化如圖所示。
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(1)在0-15小時內,CH4的平均生成速率 vⅠ、vⅡ和v Ⅲ 從大到小的順序為 ;
反應開始后的30小時內,在第 種催化劑的作用下,收集的CH4最多。
(2)將所得CH4與H2O(g)通入聚焦太陽能反應器,發(fā)生反應:CH4(g)+H2O(g)
CO(g)+3H2(g),該反應的△H=+206 kJ•mol-1
①在答題卡的坐標圖中,畫出反應過程中體系的能量變化圖(進行必要的標注)
②將等物質的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密閉容器,某溫度下反應達到平衡,平衡常數(shù)K=27,此時測得CO的物質的量為0.10mol,求CH4的平衡轉化率(計算結果保留兩位有效數(shù)字)。
(3)已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H= -890kJ·mol-1,現(xiàn)有甲烷和一氧化碳的混合氣體共0.75mol,完全燃燒后生成氣態(tài)二氧化碳和18g液態(tài)水,并放出515kJ熱量,請寫出一氧化碳燃燒的熱化學方程式__________________ 。
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