把煤作為燃料可通過下列兩種途徑:
途徑I: C(s)+O2(g) = CO2(g)
途徑II:先制水煤氣: C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g)
燃燒水煤氣:2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g);
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)
已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g);△H1=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H2=-241.8kJ·mol-1
③CO(g)+ 1/2O2 (g) =CO2(g);△H3=-283.0kJ·mol-1
請回答下列問題:
(1)CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) 是 (填“放熱反應(yīng)”或“吸熱反應(yīng)”)
(2)根據(jù)蓋斯定律,煤和氣態(tài)水生成水煤氣的反應(yīng)熱△H= 。
(3)根據(jù)兩種途徑,下列說法錯誤的是( )
A.途徑II制水煤氣時增加能耗,故途徑II的做法不可取 |
B.與途徑I相比,途徑II可以減少對環(huán)境的污染 |
C.與途徑I相比,途徑II可以提高煤的燃燒效率 |
D.將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣后,便于通過管道進(jìn)行運(yùn)輸 |
(1)放熱反應(yīng)
(2)131.3kJ/mol
(3)A
解析試題分析:(1)③-②可得目標(biāo)方程式的熱效應(yīng),ΔH=-283.0kJ·mol-1-(-241.8kJ·mol-1)<0,所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng);
(2)根據(jù)蓋斯定律,煤和氣態(tài)水生成水煤氣的反應(yīng)熱△H=①-②-③=-393.5 kJ·mol-1-(-241.8kJ·mol-1)-(-283.0kJ·mol-1)=131.3kJ/mol
(3)A、根據(jù)蓋斯定律,無論是途徑I還是途徑II,最終碳燃燒的熱效應(yīng)是相同的,錯誤;B、碳直接燃燒會造成燃燒不充分,且產(chǎn)物中可能含二氧化硫,給大氣帶來污染,正確;C、與途徑I相比,途徑II燃料燃燒充分可以提高煤的燃燒效率,正確;D、將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣后,便于通過管道進(jìn)行運(yùn)輸,正確,答案選A。
考點(diǎn):考查蓋斯定律的應(yīng)用,反應(yīng)熱的計(jì)算,燃料燃燒的分析判斷
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)合成氨是人類研究的重要課題,目前工業(yè)合成氨的原理為:
合成氨是人類研究的重要課題,目前工業(yè)合成氨的原理為:
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-93.0kJ?mol-1,在3個2L的密閉容器中,使用相同的催化劑,按不同方式投入反應(yīng)物,分別進(jìn)行反應(yīng):
相持恒溫、恒容,測的反應(yīng)達(dá)到平衡時關(guān)系數(shù)據(jù)如下:
容器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反應(yīng)物投入量 | 3molH2、2molN2 | 6molH2、4molN2 | 2mol NH3 |
達(dá)到平衡的時間/min | | 6 | 8 |
平衡時 N2的體積密度 | C1 | 1.5 | |
混合氣體密度/g·L-1 | | ||
平衡常數(shù)/ L2·mol-2 | K甲 | K乙 | K丙 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀(jì)的新型能源,它清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能。
Ⅰ.工業(yè)制備二甲醚的生產(chǎn)流程如下:
催化反應(yīng)室中(壓強(qiáng)2.0~10.0 MPa,溫度230~280℃)進(jìn)行下列反應(yīng):
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)ΔH=-90.7 kJ/mol ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH=-23.5 kJ/mol ②
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2 kJ/mol ③
(1)甲烷氧化可制得合成氣,反應(yīng)如下:CH4(g)+O2(g) CO(g)+2H2(g) ΔH=-35.6 kJ/mol。該反應(yīng)是 反應(yīng)(填“自發(fā)”或“非自發(fā)”)。
(2)催化反應(yīng)室中總反應(yīng)3CO(g)+3H2(g) CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH= 。830℃時反應(yīng)③的K=1.0,則在催化反應(yīng)室中反應(yīng)③的K 1.0(填“>”、“<”或“=”)。
(3)上述反應(yīng)中,可以循環(huán)使用的物質(zhì)有 。
Ⅱ.如圖為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖。b電極是 極。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.2kJ·mol-1
已知合成氨反應(yīng)是一個反應(yīng)物不能完全轉(zhuǎn)化為生成物的反應(yīng),在某一定條件下,N2的轉(zhuǎn)化率僅為10%,要想通過該反應(yīng)得到92.2 kJ的熱量,至少在反應(yīng)混合物中要投放N2的物質(zhì)的量為________ mol。
(2)肼(N2H4)-空氣燃料電池是一種堿性燃料電池,電解質(zhì)溶液是20%~30%的KOH溶液。肼-空氣燃料電池放電時:
正極的電極反應(yīng)式:__________________________,
負(fù)極的電極反應(yīng)式:__________________________。
(3)如圖是一個電解過程示意圖。
①鋅片上發(fā)生的電極反應(yīng)式是:_______________________
②假設(shè)使用肼-空氣燃料電池作為該過程中的電源,銅片質(zhì)量變化為128 g,則肼-空氣燃料電池理論上消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下的空氣________L(假設(shè)空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)為20%)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
2013年初,全國各地多個城市都遭遇“十面霾伏”,造成“陰霾天”的主要根源之一是汽車尾氣和燃煤尾氣排放出來的固體小顆粒。
汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g)+2CO(g)2CO2+N2。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時,c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線如下圖所示。據(jù)此判斷:
(1)該反應(yīng)為 反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”):在T2溫度下,0~2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率:v(N2)= ;(2)當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時,增大其表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。若催化劑的表面積S1>S2,在答題卡上畫出 c(CO2)在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。
(3)某科研機(jī)構(gòu),在t1℃下,體積恒定的密閉容器中,用氣體傳感器測得了不同時間的NO和CO的濃度(具體數(shù)據(jù)見下表,CO2和N2的起始濃度為0)。
時間/s | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
c(NO)/xl0-4mol L-1 | 10.0 | 4.50 | 2.50 | 1.50 | 1.00 | 1.00 |
c(CO)/xl0-3mol L-1 | 3.60 | 3.05 | 2.85 | 2.75 | 2.70 | 2.70 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進(jìn)行高溫重整制備CO,已知CH4、H2和CO的燃燒熱(ΔH)分別為-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1,則生成1 m3(標(biāo)準(zhǔn)狀況)CO所需熱量為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
磷在自然界常以難溶于水的磷酸鹽如Ca3(PO4)2等形式存在。它的單質(zhì)和化合物有著廣泛的應(yīng)用。
(1)紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應(yīng)生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應(yīng)過程和能量關(guān)系如圖所示(圖中的△H表示生成1mol產(chǎn)物的數(shù)據(jù))。
請回答問題:
①PCl5分解成PCl3和Cl2的熱化學(xué)方程式是 。
②P和Cl2分兩步反應(yīng)生成1 mol PCl5的△H3= 。
(2)PCl5分解成PCl3和Cl2的反應(yīng)是可逆反應(yīng)。T℃時,向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5,經(jīng)過250 s達(dá)到平衡。反應(yīng)過程中測定的部分?jǐn)?shù)據(jù)見下表:
t / s | 0 | 50 | 150 | 250 | 350 |
n(PCl3) / mol | 0 | 0.16 | 0.19 | 0.20 | 0.20 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
請回答:
(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________。
(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”;乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律作出下列循環(huán)圖:
并據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。
請分析:甲、乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是________(填“甲”或“乙”);判斷的理由是________。
(3)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點(diǎn),請列舉其中的兩個優(yōu)點(diǎn)________。
(4)水煤氣不僅是優(yōu)良的氣體燃料,也是重要的有機(jī)化工原料。CO和H2在一定條件下可以合成:①甲醇;②甲醛;③甲酸;④乙酸。試分析當(dāng)CO和H2按1:1的體積比混合反應(yīng),合成上述________(填序號)物質(zhì)時,可以滿足“綠色化學(xué)”的要求,完全利用原料中的原子,實(shí)現(xiàn)零排放。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知化學(xué)反應(yīng)N2+3H2 2NH3的能量變化如圖所示,
(1)1 mol N和3 mol H生成1 mol NH3(g)是________能量的過程(填“吸收”或“釋放”)。
(2)由 mol N2(g)和 mol H2(g)生成1 mol NH3(g)過程________(填“吸收”或“釋放”)________kJ能量。
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