【題目】CO2的資源化利用能有效減少CO2排放，充分利用碳資源。

（1）CaO可在較高溫度下捕集CO2，在更高溫度下將捕集的CO2釋放利用。CaC2O4·H2O熱分解可制備CaO，CaC2O4·H2O加熱升溫過程中固體的質(zhì)量變化見下圖。

①寫出400~600 ℃范圍內(nèi)分解反應(yīng)的化學(xué)方程式：________。

②與CaCO3熱分解制備的CaO相比，CaC2O4·H2O熱分解制備的CaO具有更好的CO2捕集性能，其原因是________。

（2）電解法轉(zhuǎn)化CO2可實(shí)現(xiàn)CO2資源化利用。電解CO2制HCOOH的原理示意圖如下。

①寫出陰極CO2還原為HCOO的電極反應(yīng)式：________。

②電解一段時(shí)間后，陽極區(qū)的KHCO3溶液濃度降低，其原因是________。

（3）CO2催化加氫合成二甲醚是一種CO2轉(zhuǎn)化方法，其過程中主要發(fā)生下列反應(yīng)：

反應(yīng)Ⅰ：CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH =41.2 kJ·mol1

反應(yīng)Ⅱ：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH =﹣122.5 kJ·mol1

在恒壓、CO2和H2的起始量一定的條件下，CO2平衡轉(zhuǎn)化率和平衡時(shí)CH3OCH3的選擇性隨溫度的變化如圖。其中：

CH3OCH3的選擇性=×100％

①溫度高于300 ℃，CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而上升的原因是________。

②220 ℃時(shí)，在催化劑作用下CO2與H2反應(yīng)一段時(shí)間后，測得CH3OCH3的選擇性為48%（圖中A點(diǎn)）。不改變反應(yīng)時(shí)間和溫度，一定能提高CH3OCH3選擇性的措施有________。

【答案】CaC2O4CaCO3+CO↑ CaC2O4·H2O熱分解放出更多的氣體，制得的CaO更加疏松多孔 CO2+H++2eHCOO或CO2++2eHCOO+ 陽極產(chǎn)生O2，pH減小，濃度降低；K+部分遷移至陰極區(qū) 反應(yīng)Ⅰ的ΔH＞0，反應(yīng)Ⅱ的ΔH＜0，溫度升高使CO2轉(zhuǎn)化為CO的平衡轉(zhuǎn)化率上升，使CO2轉(zhuǎn)化為CH3OCH3的平衡轉(zhuǎn)化率下降，且上升幅度超過下降幅度 增大壓強(qiáng)，使用對反應(yīng)Ⅱ催化活性更高的催化劑

【解析】

本題注重理論聯(lián)系實(shí)際，引導(dǎo)考生認(rèn)識并體會(huì)化學(xué)科學(xué)對社會(huì)發(fā)展的作用，試題以減少CO2排放，充分利用碳資源為背景，考查《化學(xué)反應(yīng)原理》模塊中方程式的計(jì)算、電化學(xué)、化學(xué)平衡移動(dòng)等基本知識；

（1）①令CaC2O4·H2O的物質(zhì)的量為1mol，即質(zhì)量為146g，根據(jù)圖像，前一階段剩余固體質(zhì)量為128，原固體質(zhì)量為146g，相差18g，說明此階段失去結(jié)晶水，第二階段從剩余固體質(zhì)量與前一階段剩余固體質(zhì)量相對比，少了28g，相差1個(gè)CO2，因此400℃－600℃范圍內(nèi)，分解反應(yīng)方程式為CaC2O4 CaCO3＋CO↑；②CaC2O4·H2O熱分解放出更多的氣體，制得的CaO更加疏松多孔，增加與CO2的接觸面積，更好捕捉CO2；

（2）①根據(jù)電解原理，陰極上得到電子，化合價(jià)降低，CO2＋HCO3－＋2e－=HCOO－＋CO32－，或CO2＋H＋＋2e－=HCOO－；

②陽極反應(yīng)式為2H2O－4e－=O2↑＋4H＋，pH減小，H＋與HCO3－反應(yīng)，同時(shí)部分K＋遷移至陰極區(qū)；

（3）①根據(jù)反應(yīng)方程式，反應(yīng)I為吸熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，CO2的轉(zhuǎn)化率增大，反應(yīng)II為放熱反應(yīng)，升高溫度，平衡向逆反應(yīng)方向進(jìn)行，CO2的轉(zhuǎn)化率降低，根據(jù)圖像，上升幅度超過下降幅度，因此溫度超過300℃時(shí)，CO2轉(zhuǎn)化率上升；

②依據(jù)CH3OCH3選擇性公式，提高CH3OCH3選擇性，化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向進(jìn)行，根據(jù)反應(yīng)II，可以增大壓強(qiáng)，或者使用對反應(yīng)II催化活性更高的催化劑。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】近年來我國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導(dǎo)材料，其中一類為FeSmAsFO組成的化合物�；卮鹣铝袉栴}：

（1）元素As與N同族。預(yù)測As的氫化物分子的立體結(jié)構(gòu)為_______，其沸點(diǎn)比NH3的_______（填“高”或“低”），其判斷理由是_________________________。

（2）Fe成為陽離子時(shí)首先失去______軌道電子，Sm的價(jià)層電子排布式為4f66s2，Sm3+的價(jià)層電子排布式為______________________。

（3）比較離子半徑：F__________O2（填“大于”等于”或“小于”）。

（4）一種四方結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示，晶胞中Sm和As原子的投影位置如圖2所示。

圖中F和O2共同占據(jù)晶胞的上下底面位置，若兩者的比例依次用x和1x代表，則該化合物的化學(xué)式表示為____________，通過測定密度ρ和晶胞參數(shù)，可以計(jì)算該物質(zhì)的x值，完成它們關(guān)系表達(dá)式：ρ=________g·cm3。

以晶胞參數(shù)為單位長度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置，稱作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)，例如圖1中原子1的坐標(biāo)為()，則原子2和3的坐標(biāo)分別為__________、__________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】某有機(jī)物含有C、H、O、N四種元素,如圖為該有機(jī)物的球棍模型。

（1）該有機(jī)物的化學(xué)式________________；

（2）該物質(zhì)屬于________；

A.有機(jī)物 B.氨基酸 C.二肽 D.糖 E.油脂

（3）該有機(jī)物發(fā)生水解反應(yīng)的化學(xué)方程式為______________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】室溫下，反應(yīng)+H2OH2CO3+OH的平衡常數(shù)K=2.2×108。將NH4HCO3溶液和氨水按一定比例混合，可用于浸取廢渣中的ZnO。若溶液混合引起的體積變化可忽略，室溫時(shí)下列指定溶液中微粒物質(zhì)的量濃度關(guān)系正確的是

A. 0.2mol·L1氨水：c(NH3·H2O)>c()>c(OH)>c(H+)

B. 0.2mol·L1NH4HCO3溶液(pH>7)：c()>c()>c(H2CO3)>c(NH3·H2O)

C. 0.2mol·L1氨水和0.2mol·L1NH4HCO3溶液等體積混合：c()+c(NH3·H2O)=c(H2CO3)+c()+c()

D. 0.6mol·L1氨水和0.2mol·L1NH4HCO3溶液等體積混合：c(NH3·H2O)+c()+c(OH)=0.3mol·L1+c(H2CO3)+c(H+)

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】N2O、NO和NO2等氮氧化物是空氣污染物，含有氮氧化物的尾氣需處理后才能排放。

（1）N2O的處理。N2O是硝酸生產(chǎn)中氨催化氧化的副產(chǎn)物，用特種催化劑能使N2O分解。NH3與O2在加熱和催化劑作用下生成N2O的化學(xué)方程式為________。

（2）NO和NO2的處理。已除去N2O的硝酸尾氣可用NaOH溶液吸收，主要反應(yīng)為

NO+NO2+2OH2+H2O

2NO2+2OH++H2O

①下列措施能提高尾氣中NO和NO2去除率的有________（填字母）。

A．加快通入尾氣的速率

B．采用氣、液逆流的方式吸收尾氣

C．吸收尾氣過程中定期補(bǔ)加適量NaOH溶液

②吸收后的溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶、過濾，得到NaNO2晶體，該晶體中的主要雜質(zhì)是________（填化學(xué)式）；吸收后排放的尾氣中含量較高的氮氧化物是________（填化學(xué)式）。

（3）NO的氧化吸收。用NaClO溶液吸收硝酸尾氣，可提高尾氣中NO的去除率。其他條件相同，NO轉(zhuǎn)化為的轉(zhuǎn)化率隨NaClO溶液初始pH（用稀鹽酸調(diào)節(jié)）的變化如圖所示。

①在酸性NaClO溶液中，HClO氧化NO生成Cl和，其離子方程式為________。

②NaClO溶液的初始pH越小，NO轉(zhuǎn)化率越高。其原因是________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】B．[實(shí)驗(yàn)化學(xué)]

丙炔酸甲酯（）是一種重要的有機(jī)化工原料，沸點(diǎn)為103~105 ℃。實(shí)驗(yàn)室制備少量丙炔酸甲酯的反應(yīng)為

實(shí)驗(yàn)步驟如下：

步驟1：在反應(yīng)瓶中，加入14 g丙炔酸、50 mL甲醇和2 mL濃硫酸，攪拌，加熱回流一段時(shí)間。

步驟2：蒸出過量的甲醇（裝置見下圖）。

步驟3：反應(yīng)液冷卻后，依次用飽和NaCl溶液、5%Na2CO3溶液、水洗滌。分離出有機(jī)相。

步驟4：有機(jī)相經(jīng)無水Na2SO4干燥、過濾、蒸餾，得丙炔酸甲酯。

（1）步驟1中，加入過量甲醇的目的是________。

（2）步驟2中，上圖所示的裝置中儀器A的名稱是______；蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的目的是______。

（3）步驟3中，用5%Na2CO3溶液洗滌，主要除去的物質(zhì)是____；分離出有機(jī)相的操作名稱為____。

（4）步驟4中，蒸餾時(shí)不能用水浴加熱的原因是________。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】對CH3-CH=CH-C≡C-CH3分子結(jié)構(gòu)的下列敘述中，正確的是（ ）

A. 6個(gè)碳原子有可能都在同一直線上

B. 在同一平面上的原子至少有8個(gè)

C. 在同一直線上的原子至少有5個(gè)

D. 分子中呈四面體結(jié)構(gòu)的碳原子有3個(gè)

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】工業(yè)上電解精煉銅的陽極泥是重要的二次資源，從陽極泥（含銅、銀、金、鉛等單質(zhì)）中提取金和制備AgCl的工藝如下：

已知：分金液的主要成分為H[AuCl4]；分金渣的主要成分為PbSO4和AgCl；分銀液的主要成分為[Ag(SO3)2]3-，且存在[Ag(SO3)2]3-Ag++2SO32-

回答下列問題：

（1）“分銅”時(shí)，銅單質(zhì)參與反應(yīng)的離子方程式為___________；如果溫度過高，銅的浸出率會(huì)降低，原因是____________。

（2）“分銅渣”中的成分有Au、Ag、AgCl和__________。

（3）“分金”時(shí)，溶解單質(zhì)金的化學(xué)方程式為________；除HC1、NaC1O3可溶解金外，“王水”也可溶解金，“王水”的成分為_____________（寫試劑的名稱）。

（4）從“分金液”中提取金時(shí)，氧化劑和還原劑的物質(zhì)的量之比為_______________。

（5）向“分銀液”中加入適量的H2SO4調(diào)到pH=4時(shí)“沉銀”，能夠析出AgCl的原因是___________。

（6）AgCl能溶于氨水，發(fā)生反應(yīng)AgCl(s)+2NH3(aq)[Ag(NH3)2](aq)）+Cl-(aq)，其平衡常數(shù)K=2.0×10-3，現(xiàn)用1L某濃度氨水（溶質(zhì)視為NH3）完全溶解0.1mol AgCl，所需氨水濃度至少為____________mol·L-1（已知=2.25）。

查看答案和解析>>

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：

【題目】下列說法正確的是( )

A. 在溫度不變時(shí),水溶液中c(H+)和c(OH-)不能同時(shí)增大

B. pH=14的溶液是堿性最強(qiáng)的溶液

C. 中性溶液中必然有c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L

D. 酸或堿溶液稀釋時(shí),溶液的pH均減小

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊答案