题目
题型:不详难度:来源:
反应Ⅰ:2NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g)(NH4)2CO3 (aq) △H1
反应Ⅱ:NH3 (l)+ H2O (l)+ CO2 (g)NH4HCO3 (aq) △H2
反应Ⅲ:(NH4)2CO3 (aq) + H2O (l)+ CO2 (g)2NH4HCO3 (aq) △H3
请回答下列问题:
(1)△H1与△H2、△H3之间的关系是:△H3= 。
(2)为研究温度对(NH4)2CO3捕获CO2气体效率的影响,在温度为T1、T2、T3、T4、T5的条件下,将等体积等浓度的(NH4)2CO3溶液分别置于等体积的密闭容器中,并充入等量的CO2气体,经过相同时间测得容器中CO2气体的浓度,得趋势图(下图1)。则:
①△H3______0 (填“>”、“=”或“<”)。
②温度高于T3,不利于CO2的捕获,原因是 。
③反应Ⅲ在温度为K1时,溶液pH随时间变化的趋势曲线如下图2所示。当时间到达t1时,将该反应体系温度迅速上升到K2,并维持该温度。请在该图中画出t1时刻后溶液的pH变化趋势曲线。
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(3)利用反应Ⅲ捕获CO2,在(NH4)2CO3初始浓度和体积确定的情况下,提高CO2吸收量的措施有(写出1个) 。
(4)下列物质中也可能作为CO2捕获剂的是 。
A.NH4Cl B.Na2CO3 C.HOCH2CH2OH D.HOCH2CH2NH2
答案
(2)① < (3分)
②T3时,化学反应到达平衡状态。由于正反应是放热反应,当温度高于T3,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2的捕获。 (3分)
③(3分)如图
(3)降低温度(或增加CO2浓度或压强) (2分)
(4)BD (2分,选对1个得1分,错选1个得0分)
解析
试题分析:(1)根据已知方程式和盖斯定律,反应III的方程式可由②×2—①得,所以△H3 =2△H2—△H1 。
(2)①图1表示的是反应物CO2的浓度随着反应温度的升高而呈现出的先下降后上升的趋势。由于温度不同反应达到平衡的时间不同,温度升高反应速率增大,所以达到平衡的的时间缩短。因此在该测定的反应时间内,部分达到平衡部分未达到平衡。图中温度高于T3 时,CO2的浓度开始上升,说明反应已达到平衡,再升高温度反应逆向移动导致反应物CO2的浓度增大。温度升高是反应逆向移动,说明该正反应为放热反应,△H3<0。
②根据上述分析,T3 时,在该测定时间内反应已经达到平衡状态,由于正反应是放热反应,当温度高于T3,升高温度,化学平衡向逆反应方向移动,所以不利于CO2的捕获。
③图2可以看出,随着反应的进行,溶液的PH值逐渐下降,平衡时趋于不变。由此可以得出正反应会使PH值降低,若反应逆向进行,则PH升高。所以若反应时间到达t1时升高温度,则反应的化学平衡逆向移动,溶液的PH值会升高,重新达到平衡后PH值趋于不变,该图像如图所示。
(3)据上述分析,正反应是放热反应,所以可以适当降低温度,是平衡你正向移动,提高CO2的吸收量。而CO2是反应中唯一的气体,也可以通过增大压强或是CO2气体浓度使平衡正向移动从而增大CO2的吸收量。
(4)要能做CO2的捕获剂,则要能够和CO2反应,所以选项中可以和CO2反应的物质只能选BD。
核心考点
试题【捕碳技术(主要指捕获CO2)在降低温室气体排放中具有重要的作用。目前NH3和(NH4)2CO3已经被用作工业捕碳剂,它们与CO2可发生如下可逆反应:反应Ⅰ:2N】;主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]
举一反三
(1)CH4(g)在O2(g)中燃烧生成CO(g)和H2O(g)的△H难以直接测量,原因是 。
已知:a.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H =-566.0 kJ·mol-1
b.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H =-890.0 kJ·mol-1
则CH4(g)在O2(g)中燃烧生成CO(g)和H2O(g)的热化学方程式为 。
(2)工业上合成氨气的反应为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。现将10 mol N2和26 mol H2置于容积可变的密闭容器中,N2的平衡转化率()与体系总压强(P)、温度(T)的关系如图所示。回答下列问题:
①反应达到平衡状态B时,容器的容积10 L,则T1时,合成氨反应的平衡常数K= L2·mol-1。
②平衡状态由A变到C时,对应的平衡常数K(A) K(C)(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在25℃时,HSCN、HClO、H2CO3的电离常数如下表:
HClO | HSCN | H2CO3 |
K=3.210-8 | K=0.13 | Kl=4.210-7 K2=5.610-11 |
①1 mol·L-1的KSCN溶液中,所有离子的浓度由大到小的顺序为 > > > 。
②向Na2CO3溶液中加入过量HClO溶液,反应的化学方程式为 。
③25℃时,为证明HClO为弱酸,某学习小组的同学没计了以下三种实验方案。下列三种方案中,你认为能够达到实验目的的是 (填下列各项中序号)。
a.用pH计测量0.1 mol·L-1NaClO溶液的pH,若测得pH>7,可证明HClO为弱酸
b.用pH试纸测量0.01 mol·L-1HClO溶液的pH,若测得pH>2,可证明HClO为弱酸
c、用仪器测量浓度均为0.1 mol·L-1的HClO溶液和盐酸的导电性,若测得HClO溶液的导电性弱于盐酸,可证明HClO为弱酸
(1)已知:①=mol
②=mol
③=mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式 。
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于下列反应:
①一定条件下的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则 (填“<”、“>”或“=",下同);A、B、C三点处对应平衡常数()的大小关系为 ;
②100℃时,将1 mol 和2 mol 通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应,能说明该反应已经达到平衡状态的是 (填序号)。
a.容器的压强恒定
b.单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 molH2
c.容器内气体密度恒定
d.
如果达到平衡时的转化率为0.5,则100℃时该反应的平衡常数K= 。
(3)某实验小组利用CO(g)、、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置,则该电池负极的电极反应式为 。
Ⅰ.处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2
CH4(g)+2NO2 (g)=N2(g) + CO2(g)+2H2O(g) △H3=-867kJ·mol-1
则△H2= 。
Ⅱ.化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源。(1)将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一,反应为 C(s) + H2O(g)= CO(g) + H2(g),
该反应的化学平衡常数表达式为K= 。 800℃时,将1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容积为1L的容器中,发生反应:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),反应过程中各物质的浓度如右图t1前所示变化。若保持温度不变,t2时再向容器中充入CO、H2各1mol,平衡将 移动(填“向左”、 “向右”或“不”)。t2时,若改变反应条件,导致H2浓度发生如右图t2后所示的变化,则改变的条件可能是 (填符号)。
a加入催化剂 b降低温度 c缩小容器体积 d减少CO2的量
(2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
①用离子方程式表示反应器中发生的反应 。
②用化学平衡移动的原理分析,在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是 。
Ⅲ.开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示:
通入a气体的电极是原电池的 (填“正”或“负”),
其电极反应式为 。
Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64.39 kJ·mol-1
2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.46 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.84 kJ·mol-1
在H2SO4溶液中,Cu与H2O2反应生成Cu2+(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于( )
A.-417.91 kJ·mol-1 | B.-319.68 kJ·mol-1 |
C.+546.69 kJ·mol-1 | D.-448.46 kJ·mol-1 |
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