完成下列熱化學方程式(化學方程式、電極反應式、表達式等)的書寫:
(1)已知:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s);△H = -169kJ·mol-1,
C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H = -110.5kJ·mol-1,
Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s);△H = -157kJ·mol-1
用炭粉在高溫條件下還原CuO生成Cu2O的熱化學方程式是:
(2)在一定條件下,二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),寫出該反應的化學平衡常數表達式:
(3)以甲烷、空氣為反應物,KOH溶液作電解質溶液構成燃料電池,則負極反應式為: 。
(4)無水AlCl3瓶蓋打開有白霧,其反應的化學方程式為 。
(5)“鎂—次氯酸鹽”燃料電池,其裝置示意圖如圖,該電池反應的總反應方程式為_____________________。
(6)工業(yè)上電解飽和食鹽水的離子方程式為________________。
(12分)(1)2CuO(s)+C(s)= Cu2O(s)+CO(g);△H ="+34.5" kJ·mol-1 (2分)
(2)K= c2(SO3)/ c2(SO2) c (O2) (2分)
(3)CH4+10OHˉ—8eˉ=CO32ˉ+7H2O, (2分)
(4)AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl (2分)
(5)Mg+ClO-+ H2O= Cl-+Mg(OH)2 (2分)
(6)2Clˉ+2H2O 2OHˉ+Cl2↑+H2↑ (2分)
解析試題分析:(1)已知:①2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s);△H=-169kJ·mol-1,
②C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-110.5kJ·mol-1,
③Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s);△H=-157kJ·mol-1
由蓋斯定律可知,①-③×2+②得2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g);△H=-169kJ·mol-1-(-157kJ·mol-1)×2=-110.5kJ·mol-1="+34.5" kJ·mol-1.
故答案為:2CuO(s)+C(s)=Cu2O(s)+CO(g);△H="+34.5" kJ·mol-1.
(2)可逆反應2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的化學平衡常數
故答案為:
(3)原電池負極發(fā)生氧化反應,甲烷在負極放電,氧氣在正極反應,堿性條件下氧氣放電生成氫氧根離子,正極電極反應式為2O2+4H2O+8e-=8OH-,總的電池反應式為CH4+2O2+2OHˉ=CO32ˉ+3H2O,電池總反應式減去正極電極反應式可得負極電極反應式為CH4+10OHˉ-8eˉ=CO32ˉ+7H2O.
故答案為:CH4+10OHˉ-8eˉ=CO32ˉ+7H2O.
(4)AlCl3水解AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl生成HCl,氯化氫與空氣中的水蒸氣呈白霧.
故答案為:AlCl3+3H2OAl(OH)3+3HCl.
(5)由圖可知鎂-次氯酸鹽”燃料電池中Mg與ClO-、H2O反應生成Cl-與Mg(OH)2,該電池反應的總反應方程式為Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2.
故答案為:Mg+ClO-+H2O=Cl-+Mg(OH)2.
(6)電解飽和食鹽水生成氯氣、氫氣、氫氧化鈉,電解飽和食鹽水的離子方程式為2Clˉ+2H2O 2OHˉ+Cl2↑+H2↑.
故答案為:2Clˉ+2H2O 2OHˉ+Cl2↑+H2↑
考點:用蓋斯定律進行有關反應熱的計算;原電池和電解池的工作原理;化學平衡常數的含義
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
把煤作為燃料可通過下列兩種途徑:
途徑I:C(s) +O2 (g) == CO2(g) △H1<0 ①
途徑II:先制成水煤氣:C(s) +H2O(g) == CO(g)+H2(g) △H2>0 ②
再燃燒水煤氣:2CO(g)+O2 (g) == 2CO2(g) △H3<0 ③
2H2(g)+O2 (g) == 2H2O(g) △H4<0 ④
請回答下列問題:
(1) 途徑I放出的熱量 ( 填“大于”“等于”或“小于”) 途徑II放出的熱量。
(2) △H1、△H2、△H3、△H4的數學關系式是 。
(3)12g炭粉在氧氣中不完全燃燒生成一氧化碳,放出110.35kJ熱量。其熱化學方程式為 。
(4)煤炭作為燃料采用途徑II的優(yōu)點有
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(14分)2014年10月初,霧霾天氣多次肆虐河北、天津、北京等地區(qū)。其中,燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染的原因之一。
(1)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)!鱄<0
①該反應的平衡常數表達式 。
②若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是 (填代號)。
(2)直接排放煤燃燒產生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題。煤燃燒產生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOx可以消除氮氧化物的污染。
已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol
H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學方程式: 。
(3)在一定條件下,也可以用NH3處理NOx。已知NO與NH3發(fā)生反應生成N2和H2O,現(xiàn)有NO和NH3的混合物1mol,充分反應后得到的還原產物比氧化產物多1.4 g,則原反應混合物中NO的物質的量可能是_____________。
(4)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。則2 molCH4與足量H2O(g)反應最多可生成_______mol H2,寫出該反應的化學方程式_________________________________________________。
(5)上述方法制得的H2可以和CO在一定條件下合成甲醇和二甲醚(CH3OCH3)及許多烴類物質。當兩者以物質的量1:1催化反應,其原子利用率達100%,合成的物質可能是 。
a.汽油 b.甲醇 c.甲醛 d.乙酸
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
煤的氣化是高效、清潔地利用煤炭的重要途徑之一。
(1)在250C 101kPa時,H2與O2化合生成1mol H2O(g)放出241.8kJ的熱量,其熱化學方程式為
___________
又知: ①C(s)+O2(g)═CO2(g) △H=-393.5kJ/mol
②CO(g)+O2(g)═CO2(g) △H=-283.0kJ/mol
焦炭與水蒸氣反應是將固體煤變?yōu)闅怏w燃料的方法,C(s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g) △H=____kJ/mol
(2) CO可以與H2O(g)進一步發(fā)生反應: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H<0在恒容密閉容器中,起始時n(H2O)=0.20mol,n(CO)=0.10 mol,在8000C時達到平衡狀態(tài),K=1.0,則平衡時,容器中CO的轉化率是_____________(計算結果保留一位小數)。
(3) 工業(yè)上從煤氣化后的混合物中分離出H2,進行氨的合成,已知反應反應N2(g)+3H2(g2NH3(g)(△H<0)在等容條件下進行,改變其他反應條件,在I、II、III階段體系中各物質濃度隨時間變化的曲線如下圖所示:
①N2的平均反應速率v1(N2)、vII(N2)、vIII(N2)從大到小排列次序為________;
②由第一次平衡到第二次平衡,平衡移動的方向 是________,采取的措施是________。
③比較第II階段反應溫度(T2)和第III階段反應速度(T3)的高低:T2________T3填“〉、=、<”判斷的理由是________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
氨氣是生產化肥、硝酸等的重要原料,圍繞合成氨人們進行了一系列的研究
(1)氫氣既能與氮氣又能與氧氣發(fā)生反應,但是反應的條件卻不相同。
已知:2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) ΔH =" -483.6" kJ/mol
3H2 (g) + N2 (g) 2NH3 (g) ΔH =" -92.4" kJ/mol
計算斷裂1 mol N≡N鍵需要能量 kJ , 氮氣分子中化學鍵比氧氣分子中的化學鍵鍵 (填“強”或“弱”),因此氫氣與二者反應的條件不同。
(2)固氮是科學家致力研究的重要課題。自然界中存在天然的大氣固氮過程:N2 (g) + O2 (g) =" 2NO" (g) ΔH =" +180.8" kJ/mol ,工業(yè)合成氨則是人工固氮。
分析兩種固氮反應的平衡常數,下列結論正確的是 。
反應 | 大氣固氮 | 工業(yè)固氮 | ||||
溫度/℃ | 27 | 2000 | 25 | 350 | 400 | 450 |
K | 3.84×10-31 | 0.1 | 5×108 | 1.847 | 0.507 | 0.152 |
| N2 | H2 | NH3 |
甲 | 1 | 3 | 0 |
乙 | 0.5 | 1.5 | 1 |
丙 | 0 | 0 | 4 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
氮及其化合物在工農業(yè)生產、生活中有者重要作用。請回答下列問題:
(1)圖1是1molNO2和1molCO反應生成CO2和NO過程中能星變化示意圖(a、b均大于0,)且知:2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-ckJ·mol-1(c>0)
請寫出CO將NO2還原至N2時的熱化學方程式____________;
(2)圖2是實驗室在三個不同條件的密閉容器中合成氨時,N2的濃度隨時間的變化曲線(以a、b、c表示)。已知三個條件下起始加入濃度均為:c(N2)=0.1mol·L-1,c(H2)=0.3mol·L-1;合成氨的反應:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0
①計算在a達平衡時H2的轉化率為______;
②由圖2可知,b、c各有一個條件與a不同,則c的條件改變可能是______;
試寫出判斷b與a條件不同的理由____________;
(3)利用圖2中c條件下合成氨(容積固定)。已知化學平衡常數K與溫度(T)的關系如下表:
①試確定K1的相對大小,K1______4.1x106(填寫“>”“-”或“<”)
②下列各項能作為判斷該反應達到化學平衡狀態(tài)的依據的 是______(填序號字母)。
A.容器內NH3的濃度保持不變 B.2v(N2)(正)=v(H2)(逆)
C.容器內壓強保持不變 D.混合氣體的密度保持不變
(4)①NH4Cl溶液呈酸性的原因是(用離子反應方程式表示 )______。
②250C時,將pH=x氨水與pH=y的疏酸(且x+y=14,x>11)等體積混合后,所得溶液中各種離子的濃度關系正確的是
A.[SO42-]>[NH4+]>[H+]>[OH-]
B.[NH4+]>[SO42-]>[OH-]>[H+]
C.[NH4+]+[H+]>[OH-]+[SO42-]
D.[NH4+]>[SO42-]>[H+]>[OH-]
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
開發(fā)、使用清潔能源發(fā)展“低碳經濟”,正成為科學家研究的主要課題。氫氣、甲醇是優(yōu)質的清潔燃料,可制作燃料電池。
(1)已知:① 2CH3OH(1) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH1 =" –" 1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH2 =" –" 566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(1) ΔH3 =" –" 44.0 kJ/mol
寫出甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式:___________。
(2)生產甲醇的原料CO和H2來源于:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
①一定條件下CH4的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如圖a。則Tl ________T2(填“<”、“>”、“=”,下同);A、B、C三點處對應平衡常數(KA、KB、KC)的大小關系為___________。
②100℃時,將1 mol CH4和2 mol H2O通入容積為1 L的定容密封容器中,發(fā)生反應,能說明該反應已經達到平衡狀態(tài)的是__________
a.容器內氣體密度恒定
b.單位時間內消耗0.1 mol CH4同時生成0.3 mol H2
c.容器的壓強恒定
d.3v正(CH4) = v逆(H2)
如果達到平衡時CH4的轉化率為0.5,則100℃時該反應的平衡常數K =___________
(3)某實驗小組利用CO(g) 、 O2(g) 、KOH(aq)設計成如圖b所示的電池裝置,則該電池負極的電極反應式為___________。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
研究硫及其化合物的性質有重要意義。
(1)Cu2S在高溫條件下發(fā)生如下反應:
2Cu2S(s)+3O2(g)=2Cu2O(s)+2SO2(g) ⊿H=-773kJ/mol
當該反應有1.2mol電子轉移時,反應釋放出的熱量為 kJ。
(2)硫酸工業(yè)生產中涉及反應:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),SO2的平衡轉化率與溫度、壓強的關系如右圖所示。
①壓強:P1 P2(填“>”、“=”或“<”)。
②平衡常數:A點 B點(填“>”、“=”或“<”)。
③200℃下,將一定量的SO2和O2充入體積不變的密閉容器中,經10min后測得容器中各物質的物質的量濃度如下表所示:
氣體 | SO2 | O2 | SO3 |
濃度(mol/L) | 0.4 | 1.2 | 1.6 |
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科目:高中化學 來源: 題型:計算題
近年來,以天然氣等為原料合成甲醇的難題被一一攻克,極大地促進了甲醇化學的發(fā)展。
(1)與炭和水蒸氣的反應相似,以天然氣為原料也可以制得CO和H2,該反應的化學方程式為_________。
(2)合成甲醇的一種方法是以CO和H2為原料,其能量變化如圖所示:
由圖可知,合成甲醇的熱化學方程式為________________________________________。
(3)以CO2為原料也可以合成甲醇,其反應原理為:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
①在lL的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,在500℃下發(fā)生反應,測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時問變化如圖所示:
則下列說法正確的是_________________(填字母);
A.3min時反應達到平衡 |
B.0~10min時用H2表示的反應速率為0.225mol·-1·min-1 |
C.CO2的平衡轉化率為25% |
D.該溫度時化學平衡常數為(mol/L)-2 |
容器 | 容器1 | 容器2 | 容器3 |
反應物投入量(始態(tài)) | 1molCO2、3molH2 | 0.5molCO2、1.5molH2 | 1molCH3OH、1molH2O |
CH3OH的平衡濃度/mol?L-1 | c1 | c2 | c3 |
平衡時體系壓強/Pa | p1 | p2 | p3 |
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