制H2.CO2.H2S和C2H2等气体时.为方便添加酸液或水.可在容器的塞子上装一长颈漏斗.且务必使漏斗颈插到液面以下.以免漏气. 【查看更多】

 

题目列表(包括答案和解析)

在一固定容积的密闭容器中进行着如下反应:

CO2(g) + H2(g)   CO(g) + H2O(g),其平衡常数K和温度t的关系如下:

t℃

700

800

850

1000

1200

K

2.6

1.7

1.0

0.9

0.6

(1) K的表达式为:               ;该反应的正反应为           反应(“吸热”或“放热”)

(2) 能判断该反应是否已经达到化学平衡状态的是:               

A.容器中压强不变        B.混合气体中CO浓度不变

C.v(H2)正= v(H2O)逆      D.c(CO2) = c(CO) 

(3)某研究小组利用反应:CO(g)+H2O(g)  H2(g)+CO2(g)  △H=-41.2kJ/mol,制备CO2与H2的混合气体。用碱液吸收一定量CO2的方法来提高混合气中H2与CO2的体积比。若以1L1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L(已折算为标准状况下体积)CO2,则吸收后溶液中各离子浓度从大到小的顺序是                                。

(4)如将H2与CO2以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。已知:

CH4 (g) + 2O2(g)  CO2(g)+ 2H2O(1)  ΔH1=-890.3 kJ/mol 

H2(g) + 1/2O2(g)  H2O(1)           ΔH2=-285.8 kJ/mol 

则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是                     。

(5)熔融盐燃料电池如下图:

该图是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32--8e-=5CO2+2H2O。正极的电极反应是_______ 。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是_________。实验过程中,若通入了标准状况下空气448L(假设空气中O2体积分数为20%),则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。

 

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近年来,由于温室效应和资源短缺等问题,关于CO2和碳酸盐应用的研究受到人们的重视。某研究小组利用反应:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)  △H=-41.2kJ/mol ,制备CO2与H2 的混合气体,并进一步研究CO2与H2以不同的体积比混合时在合适条件下的反应产物应用。
(1)已知:850℃时在一体积为10 L的恒容密闭容器中,通入一定量的CO和H2O,CO和H2O浓度变化如图1所示:
下列说法正确的是__________(填序号)   
A.达到平衡时,氢气的物质的量是0.12mol    
B.达到平衡时,反应体系最终会放出49.44kJ热量    
C.第4min始,混合气体的平均相对分子质量不再变化    
D.第6min时,若升高温度,反应平衡常数会减小    
E.第8min时,若充入氦气,会导致v正(CO)<v逆(H2O)
(2) 850 ℃时,若在容积为2 L的密闭容器中同时充入1.0 mol CO,3.0 mol H2O,1.0 mol CO2和x mol H2。若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是________。
(3)研究小组采用碱液吸收一定量CO2的方法来提高混合气中H2与CO2的体积比。若以1L 1.5mol/L的NaOH溶液充分吸收了22.4L(已折算为标准状况下体积)CO2,则吸收后溶液中各离子浓度从大到小的顺序是________________。
(4) 如将H2 与CO2以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4。
已知:CH4(g) + 2O2(g)CO2(g)+ 2H2O(l)   ΔH1=-890.3 kJ/mol   
H2(g) + 1/2O2(g)H2O(l)     ΔH2=-285.8 kJ/mol   
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是__________________。
(5) 熔融盐燃料电池(见图2)是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极。已知负极的电极反应是CH4 +4CO32--8e-=5CO2+2H2O。正极的电极反应是________。为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定。为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是_________。实验过程中,若通入了标准状况下空气448 L(假设空气中O2体积分数为20%),则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4____________L。

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为解决大气中CO2的含量增大的问题,某科学家提出“绿色自由”构想:把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收,然后再把CO2从溶液中提取出来,经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇.“绿色自由”构想的部分技术流程如下:

(1)合成塔中反应的化学方程式为
CO2+3H2
一定条件
→CH3OH+H2O
CO2+3H2
一定条件
→CH3OH+H2O
;△H<0.从平衡移动原理分析,低温有利于提高原料气的平衡转化率.而实际生产中采用300℃的温度,除考虑温度对反应速率的影响外,还主要考虑了
催化剂的催化活性
催化剂的催化活性
.
(2)从合成塔分离出甲醇的原理与下列
C
C
操作的原理比较相符(填字母).
A.过滤    B.分液    C.蒸馏    D.结晶
(3)工业流程中一定包括“循环利用”,“循环利用”是提高效益、节能环保的重要措施.“绿色自由”构想技术流程中能够“循环利用”的,除K2CO3溶液和CO2、H2外,还包括
高温水蒸气
高温水蒸气
.
(4)在体积为2L的合成塔中,充入2mol CO2和6mol H2,测得CO2(g)和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示.从反应开始到平衡,v(H2)=
0.24mol/(L?min)
0.24mol/(L?min)
;能使平衡体系中n(CH3OH)/n(CO2)增大的措施有
增大H2的用量等
增大H2的用量等
.
(5)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4.已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol,H2 (g)+
1
2
O2(g)=H2O(l)△H2=-285.8kJ/mol写出CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ/mol
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ/mol
.

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二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁能源,工业上制二甲醚是在一定的温度(230~290℃)和催化剂条件下进行的,反应中发生了下列一些反应:CO(g)+2H2(g)
    
.
.
 
CH3OH(g)
△H=-90.7kJ/mol①2CH3OH(g)
    
.
.
 
CH3OCH3(g)2+H2O(g)
△H=-23.5kJ/mol②CO(g)+H2(g)
    
.
.
 
CO2(g)+H2(g)
△H=-41.2kJ/mol③
(1)反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)
    
.
.
 
CH3OCH3(g)+CO2(g)
,则该反应的△H=
-246.1kJ/mol
-246.1kJ/mol
.
(2)二甲醚燃料电池的工作原理如图所示,请回答下列问题:
①B电极上的电极反应式是
CH3OCH3-12e-+3H2O═2CO2+12H+
CH3OCH3-12e-+3H2O═2CO2+12H+
.
②若燃料电池中通入二甲醚(沸点为-24.9℃)的速率为1.12L/h(标准状况),以该燃料电池作为电源电解2mol?L-1CuSO4溶液500mL,则通电0.5h后理论上在阴极可析出的金属铜为
7.2
7.2
g.(假设整个过程中,能量利用率为75%)

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氢气是一种清洁能源,可以通过多种方法制得.
(1)工业上用水煤气法制氢气,有关化学方程式是:
反应一:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H>0
反应二:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0
①若反应一在t℃时达到化学平衡状态,则此温度下该反应的平衡常数表达式K=
c(CO)c(H2)
c(H2O)
c(CO)c(H2)
c(H2O)
;
②在427℃时将CO 和H2O(g)各0.01mol通入体积为2升的密闭容器中反应,5分钟时达到平衡状态,该反应的平衡常数是9,则CO的转化率是
75%
75%
,用CO的浓度变化表示的反应率速v(CO)是
7.5×10-4
7.5×10-4
mol/(L?min).
(2)利用电解饱和食盐水也可制得氢气,图为电解食盐水的示意图:请回答:
①C1电极是
阳
阳
极(填“阴”或“阳”),C2电极的电极反应式是
2H++2e-=H2↑
2H++2e-=H2↑
.
②该电解反应的离子方程式是
2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
2Cl-+2H2O=Cl2↑+H2↑+2OH-
,
(3)通过下列方法也可以得到氢气.
已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.2kJ?mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g)△H=-247.4kJ?mol-1
1molCH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的反应热是
+659.8
+659.8
kJ?mol-1.

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