(8分)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(shù)學關(guān)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 。
(1)等于 (2)ΔH1=ΔH2+1/2(ΔH3+ΔH4) (3)C(s) +!/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.35KJ/mol (4)燃料燃燒充分,利用率高,放熱多,污染少。
解析試題分析:化學反應(yīng)產(chǎn)生的熱量的多少只與物質(zhì)的起始狀態(tài)和終了狀態(tài)有關(guān),而與反應(yīng)途徑無關(guān)。如果起始狀態(tài)和終了狀態(tài)相同,則放出的熱量也就相同。ΔH1=ΔH2+1/2(ΔH3+ΔH4).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:C(s) +!/2O2(g)=CO(g) ΔH=-110.35KJ/mol。煤炭作為燃料采用途徑II可以使燃料充分燃燒,燃料的利用率高,放出熱量多,污染也少。更清潔環(huán)保。
考點:考查蓋斯定律的應(yīng)用。
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
二甲醚(CH3OCH3)是無色氣體,可作為一種新型能源,由合成氣(組成為H2、CO、和少量CO2)直接制備二甲醚,其中主要過程包括以下四個反應(yīng)(均為可逆反應(yīng)):
①CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g) △H1=—90.1 kJ·mol-1
②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) △H2=—49.0 kJ·mol-1
水煤氣變換反應(yīng)③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) △H3=—41.1 kJ·mol-1
二甲醚合成反應(yīng)④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=—24.5 kJ·mol-1
(1)由H2和CO直接制備二甲醚(另一產(chǎn)物為水蒸氣)的熱化學方程式為 。
(2)一定溫度下,在恒容密閉容器中進行反應(yīng)①,下列描述能說明反應(yīng)到達平衡狀態(tài)的是 。
a.容器中氣體平均相對分子質(zhì)量保持不變
b.容器中氣體密度保持不變
c.CH3OH(g)濃度保持不變
d.CH3OH(g)的消耗速率等于H2 (g)的消耗速率
(3)一定溫度下,將8mol CH3OH(g)充入5L密閉容器中進行反應(yīng)④,一段時間后到達平衡狀態(tài),反應(yīng)過程中共放出49kJ熱量,則CH3OH(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為 ,該溫度下,平衡常數(shù)K= ;該溫度下,向容器中再充入2mol CH3OH(g),對再次達到的平衡狀態(tài)的判斷正確的是 。
a.CH3OH(g)的平衡轉(zhuǎn)化率減小
b.CH3OCH3 (g)的體積分數(shù)增大
c.H2O(g)濃度為0.5mol·L-1
d.容器中的壓強變?yōu)樵瓉淼?.25倍
(4)二甲醚—氧氣燃料電池具有啟動快,效率高等優(yōu)點,其能量密度高于甲醇燃料電池,若電解質(zhì)為酸性,二甲醚—氧氣燃料電池的負極反應(yīng)為 ;消耗2.8L(標準狀況)氧氣時,理論上流經(jīng)外電路的電子 mol
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
過度排放CO2會造成“溫室效應(yīng)”,為了減少煤燃燒對環(huán)境造成的污染,煤的氣化是高效、清潔利用煤炭的重要途徑。煤綜合利用的一種途徑如圖所示。
(1)已知①C(s) + H2O(g) = CO(g)+H2(g) ΔH1=+131.3 kJ·mol-1
②C(s) + 2H2O(g) = CO2(g) + 2H2(g) ΔH2=+90 kJ·mol-1
則一氧化碳與水蒸氣反應(yīng)生成二氧化碳和氫氣的熱化學方程式是 ________________________,
(2)用下圖原電池裝置可以完成過程⑤的轉(zhuǎn)化,該裝置b電極的電極反應(yīng)式是_______________________。
(3)在壓強為0.1 MPa條件下,容積為V L的密閉容器中a mol CO與2a mol H2在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇:
CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),CO的平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強的關(guān)系如下圖所示,則:
①p1________p2(填“>”、“<”或“=”)。
②在其他條件不變的情況下,向容器中再增加a mol CO與2a mol H2,達到新平衡時,CO的平衡轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
③在p1下,100 ℃時,CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)反應(yīng)的平衡常數(shù)為________(用含a、V的代數(shù)式表示)。
(4)如圖表示CO2與H2反應(yīng)生成CH3OH和H2O的過程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化:
關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,正確的是________(填編號)。
A.ΔH>0,ΔS>0 B.ΔH>0,ΔS<0
C.ΔH<0,ΔS<0 D.ΔH<0,ΔS>0
(5)為探究反應(yīng)原理,現(xiàn)進行如下實驗,在體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),測得CO2(g)和CH3OH(g)的濃度隨時間變化的曲線如圖所示:
①從反應(yīng)開始到平衡,CO2的平均反應(yīng)速率v(CO2)=________。
②下列措施中能使化學平衡向正反應(yīng)方向移動的是________(填編號)。
A.升高溫度 B.將CH3OH(g)及時液化移出
C.選擇高效催化劑 D.再充入1 mol CO2和3 mol H2
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(1) 8g液態(tài)的CH3OH在氧氣中完全燃燒,生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時釋放出Q kJ的熱量。試寫出液態(tài)CH3OH燃燒熱的熱化學方程式 。
(2)在化學反應(yīng)過程中,破壞舊化學鍵需要吸收能量,形成新化學鍵又會釋放能量。
化學鍵 | H—H | N—H | N≡N |
鍵能/kJ·mol-1 | 436 | 391 | 945 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
已知:①溶液中CrO42—顯黃色,Cr2O72-顯橙紅色
②PbCrO4難溶于水,也難溶于強酸
③H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l); ΔH=" —a" KJ/mol
3Cl2(g)+2Cr3+(aq)+16OH-(aq)=2CrO42-(aq)+6Cl-(aq)+8H2O(l);ΔH="—b" KJ/mol
2CrO42-(aq)+2H+(aq)Cr2O72-(aq)+H2O(l);ΔH="—c" KJ/mol
平衡常數(shù)K=9.5×104 (上述a、b、c均大于0)
對上述反應(yīng)⑤,取50mL溶液進行試驗,部分測定數(shù)據(jù)如下:
時間(s) | 0 | 0.01 | 0.02 | 0.03 | 0.04 |
n (CrO42—)(mol) | 0.01 | 8.0×10-4 | 5.4×10-4 | 5.0×10-4 | |
n (Cr2O72—)(mol) | 0 | | 4.73×10-3 | | 4.75×10-3 |
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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(shù)學關(guān)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
(1)在298K時,1molC2H6在氧氣中完全燃燒生成二氧化碳和液態(tài)水放出熱量1558.3 kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學方程式 。
(2)利用該反應(yīng)設(shè)計一個燃料電池:用氫氧化鉀溶液作電解質(zhì)溶液,多孔石墨做電極,在電極上分別
通入乙烷和氧氣。通入乙烷氣體的電極應(yīng)為 極(填寫“正”“負”)該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)
式是
(3)如圖所示實驗裝置中,石墨棒上的電極反應(yīng)式為 ;如果起始時盛有1000mLpH=5的硫酸銅溶液(25℃,CuSO4足量),一段時間后溶液的pH變?yōu)?,此時若要使溶液恢復到起始濃度(溫度不變,忽略溶液體積的變化),可向溶液中加入 __________(填物質(zhì)名稱)。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(1)CH4(g )+2O2(g )=CO2(g )+2H2O(g ) ΔH=-802.3kJ/mol
該熱化學反應(yīng)方程式的意義是_____________________________________。
(2)已知2g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出Q kJ的熱量,寫出表示乙醇燃燒熱的熱化學方
程式:____________________________________________________________.
(3)已知拆開1mol H-H鍵,1mol N-H鍵,1mol 鍵分別需要的能量是436kJ、391KJ、946kJ,則N2與H2反應(yīng)生成1mol NH3(g)的熱化學方程式是___________________.
(4)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應(yīng)的焓變進行推算。
已知:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol ②
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2599kJ/mol ③
根據(jù)蓋斯定律,計算298K時由C(石墨,s)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反應(yīng)的焓變:
____________________________.
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
氨氣是生產(chǎn)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(yīng),但是反應(yīng)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(yīng)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(yīng)的平衡常數(shù),下列結(jié)論正確的是 。
反應(yīng) | 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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