綜合利用CO2對(duì)環(huán)境保護(hù)及能源開(kāi)發(fā)意義重大.
(1)Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2.如果尋找吸收CO2的其他物質(zhì),下列建議合理的是
 

a.可在堿性氧化物中尋找
b.可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中尋找
c.可在具有強(qiáng)氧化性的物質(zhì)中尋找
(2)Li2O吸收CO2后,產(chǎn)物用于合成Li4SiO4,Li4SiO4用于吸收、釋放CO2.原理是:在500℃,CO2與Li4SiO4接觸后生成Li2CO3;平衡后加熱至700℃,反應(yīng)逆向進(jìn)行,放出CO2,Li4SiO4再生,說(shuō)明該原理的化學(xué)方程式是
 

(3)利用反應(yīng)A可將釋放的CO2轉(zhuǎn)化為具有工業(yè)利用價(jià)值的產(chǎn)品.
反應(yīng)A:CO2+H2O
 電解 
.
高溫
CO+H2+O2
已知:

①反應(yīng)Ⅱ是
 
反應(yīng)(填“吸熱”或“放熱”),其原因是
 

②反應(yīng)A的熱化學(xué)方程式是
 

(4)高溫電解技術(shù)能高效實(shí)現(xiàn)(3)中反應(yīng)A,工作原理示意圖如圖:

①電極b發(fā)生
 
(填“氧化”或“還原”)反應(yīng).
②CO2在電極a放電的反應(yīng)式是
 

(5)CO與H2在高溫下合成C5H12(汽油的一種成分)減少碳排放.已知燃燒1mol C5H12(g)生成H2O(g)放出約3540kJ的熱量.根據(jù)化學(xué)平衡原理,說(shuō)明提高合成C5H12的產(chǎn)率可采取的措施是
 
考點(diǎn):常見(jiàn)的生活環(huán)境的污染及治理,反應(yīng)熱和焓變,化學(xué)電源新型電池
專題:化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,電化學(xué)專題,化學(xué)應(yīng)用
分析:(1)二氧化碳為酸性氣體,Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2與氧化性無(wú)關(guān);
(2)根據(jù)題干信息,反應(yīng)物為CO2與Li4SiO4,生成物有Li2CO3,根據(jù)質(zhì)量守恒進(jìn)行解答;
(3)①當(dāng)反應(yīng)物的能量低于生成物總能量時(shí),反應(yīng)是吸熱反應(yīng),吸熱反應(yīng)是化學(xué)反應(yīng)中反應(yīng)物獲得能量在生成物中儲(chǔ)存的過(guò)程;②根據(jù)圖示反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ書(shū)寫熱化學(xué)反應(yīng)方程式,構(gòu)造目標(biāo)方程式利用蓋斯定律解答;
(4)二氧化碳、水分別在a極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成一氧化碳、氫氣,同時(shí)生成氧離子;電極b氧離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣;
(5)反應(yīng)為5CO+11H2?C5H12+5H2O△H<0,提高合成C5H12的產(chǎn)率,應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),結(jié)合方程式的特點(diǎn)和影響化學(xué)平衡的條件解答;
解答: 解:(1)a.Li2O、Na2O、MgO均屬于堿性氧化物,均能吸收酸性氧化物CO2,可在堿性氧化物中尋找吸收CO2的其他物質(zhì),故a正確;
b.Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2,鈉、鎂為ⅠA、ⅡA族元素,所以可在ⅠA、ⅡA族元素形成的氧化物中尋找吸收CO2的其他物質(zhì),故b正確;
c.Li2O、Na2O、MgO均能吸收CO2,但它們都沒(méi)有強(qiáng)氧化性,且吸收二氧化碳與氧化還原無(wú)關(guān),故c錯(cuò)誤;
故答案為:ab;
(2)在500℃,CO2與Li4SiO4接觸后生成Li2CO3,反應(yīng)物為CO2與Li4SiO4,生成物有Li2CO3,根據(jù)質(zhì)量守恒可知產(chǎn)物還有Li2SiO3,所以化學(xué)方程式為:CO2+Li4SiO4
 500℃ 
.
700℃
Li2CO3+Li2SiO3,
故答案為:CO2+Li4SiO4
 500℃ 
.
700℃
Li2CO3+Li2SiO3;
(3)①△H>0表示吸熱,反之放熱,當(dāng)反應(yīng)物的能量低于生成物總能量時(shí),反應(yīng)是吸熱反應(yīng),所以反應(yīng)Ⅰ為放熱反應(yīng),
反應(yīng)Ⅱ?yàn)槲鼰岱磻?yīng),
故答案為:吸熱;反應(yīng)物總能量低于生成物總能量(或△H>0);
②根據(jù)圖示反應(yīng)Ⅰ:H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ/mol,根據(jù)圖示反應(yīng)Ⅱ:CO2(g)=CO(g)+
1
2
O2(g)△H=+283.0KJ/mol,反應(yīng)A:CO2+H2O
 電解 
.
高溫
CO+H2+O2,為Ⅱ-Ⅰ所得,所以熱化學(xué)方程式為:CO2(g)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)+O2(g)△H=+524.8 kJ?mol-1,
故答案為:CO2(g)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)+O2(g)△H=+524.8 kJ?mol-1;
(4)①CO2+H2O
 電解 
.
高溫
CO+H2+O2,二氧化碳中的碳元素化合價(jià)降低,被還原,水中的氫元素化合價(jià)降低被還原,反應(yīng)物中的氧元素化合價(jià)升高,被氧化,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)生成氧氣;
故答案為:氧化;
②二氧化碳在a極得到電子發(fā)生還原反應(yīng)生成一氧化碳同時(shí)生成氧離子,反應(yīng)電極反應(yīng)式為:CO2+2e-═CO+O2-,
故答案為:CO2+2e-═CO+O2-
(5)①CO2(g)+H2O(g)═CO(g)+H2(g)+O2(g)△H=+524.8 kJ?mol-1;②C5H12(l)+8O2(g)=5CO2(g)+6H2O(g)△H=-3540KJ?mol-1,③H2(g)+
1
2
O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ/mol,由三者可知:③×6-①×5-②可得5CO(g)+11H2(g)?C5H12(g)+5H2O(g)△H=-533.6kJ/mol,提高合成C5H12的產(chǎn)率,應(yīng)使平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng),所以可采取增大壓強(qiáng)或及時(shí)將生成的C5H12分離出去或降低溫度,
故答案為:增大壓強(qiáng)或及時(shí)將生成的C5H12分離出去或降低溫度;
點(diǎn)評(píng):本題主要考查了綜合利用CO2,涉及熱化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)、化學(xué)平衡影響因素等,較為綜合,運(yùn)用蓋斯定律結(jié)合化學(xué)平衡移動(dòng)的影響因素是解答(5)的關(guān)鍵,題目難度中等.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

如圖是部分短周期元素原子半徑與原子序數(shù)的關(guān)系圖,下列說(shuō)法不正確的是( 。
A、X、Z兩種元素的離子半徑相比前者較大
B、M、N兩種元素的氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性相比后者較強(qiáng)
C、X與M兩種元素組成的化合物不僅能與堿反應(yīng),還能與某些酸反應(yīng)
D、工業(yè)上常用電解Y和N形成的化合物的水溶液制取Y的單質(zhì)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

設(shè)NA代表阿伏加德羅常數(shù),下列說(shuō)法中正確的是(  )
A、60 g二氧化硅與12 g金剛石中含有的共價(jià)鍵數(shù)均為4NA
B、氧氣與臭氧的混合氣體含NA個(gè)氧原子時(shí),其體積在標(biāo)準(zhǔn)狀況下為11.2 L
C、4g重水(D2O)中所含中子數(shù)為2NA
D、含0.1 mol FeCl3的溶液中陽(yáng)離子個(gè)數(shù)為0.1NA

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用.請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)在固定體積的密閉容器中,進(jìn)行合成氨的反應(yīng),測(cè)得壓強(qiáng)變化和NH3的含量關(guān)系如下表所示,請(qǐng)完成下列問(wèn)題:
壓強(qiáng)(MPa) 1 5 10 30 60 100
NH3% 2.0 9.2 16.4 35.5 53.6 69.4
①結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),你得出的結(jié)論是:
 

②下列能判斷該反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是:
 
(填序號(hào)).
A.v(N2(正)=3v(H2(逆)  B.容器內(nèi)N2、H2、NH3的濃度之比為1:3:2
C.混合氣體的密度保持不變     D.NH3的生成速率等于NH3的分解速率
E.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持恒定         F.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量保持不變
(2)若有甲、乙兩個(gè)容積相同且不變的密閉容器,向甲容器中加入1mol N2和3mol H2,在一定條件下到達(dá)平衡時(shí)放出熱量為Q1 kJ;在相同的條件下,向乙容器中加入2mol NH3達(dá)到平衡后吸收熱量為Q2 kJ,已知Q2=3Q1.則甲容器中H2的轉(zhuǎn)化率為
 

(3)最近一些科學(xué)家研究采用高質(zhì)子導(dǎo)電性的SCY陶瓷(能傳遞H+)實(shí)現(xiàn)氨的電解法合成,大大提高了氮?dú)夂蜌錃獾霓D(zhuǎn)化率.總反應(yīng)式為:N2+3H2
通電
一定條件
2NH3.則在電解法合成氨的過(guò)程中,應(yīng)將H2不斷地通入
 
極(填“正”、“負(fù)”、“陰”或“陽(yáng)”);在另一電極通入N2,該電極反應(yīng)式為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

汽車尾氣中含有CO、NO2等有毒氣體,對(duì)汽車加裝尾氣凈化裝置,可使有毒氣體相互反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無(wú)毒氣體.
(1)4CO(g)+2NO2(g)═4CO2(g)+N2(g)△H=-1 200kJ?mol-1
對(duì)于該反應(yīng),溫度不同(T2>T1)、其他條件相同時(shí),下列圖象正確的是
 
(填代號(hào)).
(2)汽車尾氣中CO與H2O(g)在一定條件下可以發(fā)生反應(yīng):
CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H<0.
820℃時(shí)在甲、乙、丙三個(gè)恒容密閉容器中,起始時(shí)按照下表進(jìn)行投料,達(dá)到平衡狀態(tài),K=1.0.
起始物質(zhì)的量
n(H2O)/mol 0.10 0.20 0.20
n(CO)/mol 0.10 0.10 0.20
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為
 

②平衡時(shí),甲容器中CO的轉(zhuǎn)化率是
 
.比較下列容器中CO的轉(zhuǎn)化率:乙
 
甲;丙
 
甲(填“>”、“=”或“<”).
③丙容器中,通過(guò)改變溫度,使CO的平衡轉(zhuǎn)化率增大,則溫度
 
(填“升高”或“降低”),平衡常數(shù)K
 
(填“增大”、“減小”或“不變”).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知A、B、C、D、E是短周期中原子序數(shù)依次增大的5種主族元素,其中元素A的單質(zhì)在常溫下呈氣態(tài),元素B的原子最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍,元素C在同周期的主族元素中原子半徑最大,元素D的合金是日常生活中常用的金屬材料.常溫常壓下,E單質(zhì)是淡黃色固體,常在火山口附近沉積.
(1)D在元素周期表中的位置為
 
,C和E離子半徑大小比較
 

(2)A2E的燃燒熱△H=-a kJ?mol-1,寫出A2E燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:
 

(3)CA的電子式為
 
;AB形成的晶體熔點(diǎn)
 
(填“大于”“小于”或“無(wú)法判斷”)CE形成的晶體熔點(diǎn).
(4)甲、乙、丙分別是B、D、E三種元素最高價(jià)含氧酸的鈉鹽,甲、乙都能與丙發(fā)生反應(yīng),且丙用量不同,反應(yīng)的產(chǎn)物不同.寫出向丙溶液中緩慢滴加過(guò)量的乙溶液過(guò)程中反應(yīng)的離子方程式:
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

Ⅰ.氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用.回答下列關(guān)于氮元素的有關(guān)問(wèn)題.
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染.已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ?mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ?mol-1
③H2O(g)=H2O(l);△H=-44.0kJ?mol-1
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式
 

(2)用活性炭還原法處理氮氧化物,有關(guān)反應(yīng)為:C(s)+2NO(g)?N2(g)+CO2 (g).某研究小組向某密閉的真空容器(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計(jì))中加入NO和足量的活性炭,恒溫(T1℃)條件下反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測(cè)得各物質(zhì)的濃度如下:
濃度/mol?L-1
時(shí)間/min
NO N2 CO2
0 1.00 0 0
10 0.58 0.21 0.21
20 0.40 0.30 0.30
30 0.40 0.30 0.30
40 0.32 0.34 0.17
50 0.32 0.34 0.17
①10min~20min以v(CO2) 表示的反應(yīng)速率為
 

②該反應(yīng)的平衡常數(shù)的表達(dá)式為:K=
 
,根據(jù)表中數(shù)據(jù),計(jì)算T1℃時(shí)該反應(yīng)的平衡常數(shù)為K=
 
(保留兩位小數(shù)).
③30min后,改變某一條件,反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則改變的條件可能是
 

Ⅱ.已知:在常溫時(shí)  H2O?H++OH-   KW=10-14 CH3COOH?H++CH3COO- Ka=1.8×10-5
(3)常溫時(shí),0.5mol?L-1醋酸鈉溶液pH為m,1mol?L-1醋酸鈉溶液pH為n,則m與n的關(guān)系為
 
(填“大于”“小于”或“等于”);
(4)某溫度下(已知:KSP[Mg(OH)2]=1.8×10-11、KSP[Zn(OH)2]=1.2×10-17、
KSP[Cd(OH)2]=2.5×10-14、0.9mol?L-1醋酸鈉溶液中的氫氧根離子濃度為2.2×10-5mol?L-1)在某溶液中含Mg2+、Cd2+、Zn2+三種離子的濃度均為0.01mol?L-1.向其中加入固體醋酸鈉,使其濃度為0.9mol?L-1,以上三種金屬離子中能生成沉淀的有
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(1)下列分子中,屬于平面型構(gòu)型的有
 

A.CCl4 B.PH3 C.BBr3 D.COCl2
(2)H2O分子間因存在“氫鍵”的作用而彼此結(jié)合形成(H2O)n.在該分子形成的晶體中每個(gè)H2O分子被4個(gè)H2O分子包圍形成變形的四面體,通過(guò)“氫鍵”相互連接成龐大的分子晶體,其結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示.
請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
①含1mol H2O的該晶體中有
 
個(gè)“氫鍵”.
②請(qǐng)說(shuō)明H2O比H2S的沸點(diǎn)高的原因
 

(3)元素金(Au)處于周期表中的第六周期,與Cu同族,Au原子的價(jià)電子排布式為
 
;一種銅金合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu),在晶胞中Cu原子處于面心、Au原子處于頂點(diǎn)位置,則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為
 
;該晶體中,原子之間的作用力是
 

(4)上述晶體具有儲(chǔ)氫功能,氫原子可進(jìn)入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中.若將Cu原子與Au原子等同看待,該晶體儲(chǔ)氫后的晶胞結(jié)構(gòu)CaF2的結(jié)構(gòu)(如圖乙)相似,該晶體儲(chǔ)氫后的化學(xué)式應(yīng)為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列關(guān)于有機(jī)物的敘述不正確的是( 。
A、淀粉、纖維素都屬于糖類且互為同分異構(gòu)體
B、戊烷(C5H12)有三種同分異構(gòu)體
C、乙醇、乙酸、葡萄糖均能發(fā)生酯化反應(yīng)
D、福爾馬林、醫(yī)用酒精均能使蛋白質(zhì)變性,可用作消毒劑

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同步練習(xí)冊(cè)答案