科目: 來源: 題型:填空題
(1)已知下列兩個熱化學(xué)方程式:
C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=-2220.0 kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) ΔH="+44.0" kJ·mol-1
則0.5mol丙烷燃燒生成CO2和氣態(tài)水時釋放的熱量為 。
(2)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1
2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ΔH=-221 kJ·mol-1
寫出TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)方程式: 。
(3)科學(xué)家已獲得了極具理論研究意義的N4分子,其結(jié)構(gòu)為正四面體(如圖所示),與白磷分子相似。已知斷裂1molN—N鍵吸收193kJ熱量,斷裂1molNN鍵吸收941kJ熱量,則1molN4氣體轉(zhuǎn)化為2molN2時要放出 kJ能量。
(4)阿波羅宇宙飛船上使用的是氫氧燃料電池,其電池總反應(yīng)為:2H2+O2=2H2O,電解質(zhì)溶液為稀H2SO4溶液,電池放電時是將 能轉(zhuǎn)化為 能。其電極反應(yīng)式分別為:負(fù)極 ,正極 。
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利用太陽能分解水產(chǎn)生H2,在催化劑作用下H2與CO2反應(yīng)合成CH3OH,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1、CH3OH(l)+ 3/2O2(g)= CO2 (g)+ 2H2O(l) ΔH=-726.5 kJ·mol-1、CO(g) +1/2O2(g)= CO2 (g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1。
請回答下列問題:
⑴用太陽能分解18g水,需要消耗的能量為 kJ。
⑵ 液態(tài)CH3OH不完全燃燒生成CO和液態(tài)H2O的熱化學(xué)方程式為 。
⑶CO2合成燃料CH3OH是碳減排的新方向。在容積為2 L的密閉容器中,充2 mol CO2和6 mol H2,由CO2和H2合成甲醇,反應(yīng)式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他條件不變的情況下,考察溫度對反應(yīng)的影響,實驗結(jié)果如下圖所示(注:T1、T2均大于300 ℃):
①下列說法正確的是
A.溫度為T2時,從反應(yīng)開始到平衡,生成甲醇的平均速率為: v(CH3OH)=nB/tB mol·(L·min)-1
B.T2>T1,T2平衡時,甲醇產(chǎn)量變少,所以該反應(yīng)為放熱反應(yīng)
C.該反應(yīng)在T2時的平衡常數(shù)比T1時的平衡常數(shù)大
D.處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2,平衡逆向移動
②能判斷該反應(yīng)已達(dá)化學(xué)反應(yīng)限度標(biāo)志的是 (填字母。
A.H2的百分含量保持不變
B.容器中CO2 濃度與H2濃度之比為1: 3
C.容器中混合氣體的密度保持不變
D.CO2消耗速率與CH3OH生成速率相等
⑷科學(xué)家致力于CO2的“組合轉(zhuǎn)化”技術(shù)研究,如將CO2和H2以體積比1∶4比例混合通入反應(yīng)器,適當(dāng)條件下,反應(yīng)可獲得一種能源。完成以下化學(xué)方程式,就能知道該種能源。
CO2+4H22H2O + 。
⑸ 在直接以甲醇為燃料的燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,總反應(yīng)式為:2CH3OH + 3O2=2CO2+4H2O,則正極的反應(yīng)式為 ;負(fù)極的反應(yīng)式為 。
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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))。根據(jù)圖示,回答下列問題:
⑴P和Cl2反應(yīng)生成PCl3(g)的熱化學(xué)方程式 。
⑵PCl5(g)分解成PCl3(g)和Cl2的熱化學(xué)方程式 。
⑶白磷能自燃,紅磷不能自燃。白磷轉(zhuǎn)變成紅磷為 (“放”或“吸”) 熱反應(yīng)。如果用白磷替代紅磷和Cl2反應(yīng)生成1molPCl5的△H3,則△H3 △H1 (填“<”、“>” 或 “=”)。
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已知: C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ/mol
TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s)+O2(g) ΔH=+141 kJ/mol
則TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)=TiCl4(s)+2CO(g) ΔH= 。
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燃煤廢氣中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等氣體,常用下列方法處理,以實現(xiàn)節(jié)能減排、廢物利用等。
(1)對燃煤廢氣進(jìn)行脫硝處理時,常利用甲烷催化還原氮氧化物:
①CH4 (g)+4NO2(g)==4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-570 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)="=2" N2(g) +CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
則CH4 (g)+2NO2(g)="=" N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=___________。
(2)將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)
已知在壓強為a MPa下,該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時,CO2的轉(zhuǎn)化率見下圖:
①此反應(yīng)為 (填“放熱”、“吸熱”);若溫度不變,提高投料比[n(H2)/n(CO2)],則K將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②若用甲醚作為燃料電池的原料,請寫出在堿性介質(zhì)中電池正極的電極反應(yīng)式_______________________。
③在a MPa和一定溫度下,將6 mol H2和2 mol CO2在2 L密閉容器中混合,當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時,測得平衡混合氣中CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)約為16.7%(即1/6),此時CO2的轉(zhuǎn)化率是多少?(計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
④在a MPa和500K下,將10mol H2和5 mol CO2在2 L密閉容器中混合,5min達(dá)到平衡,請在答題卡的坐標(biāo)圖中畫出H2濃度變化圖。(請標(biāo)出相應(yīng)的數(shù)據(jù))
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對大氣污染物SO2、NOx進(jìn)行研究具有重要環(huán)保意義。請回答下列問題:
(1)為減少SO2的排放,常采取的措施是將煤轉(zhuǎn)化為清潔氣體燃料。
已知:① H2(g)+O2(g)=H2O(g) △H=-241.8kJ·mol-1
②C(s)+ O2(g)=CO(g) △H=-110.5kJ·mol-1
寫出焦炭與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
(2)已知汽車汽缸中生成NO的反應(yīng)為:N2(g)+O2(g)2NO(g) △H0,若1.0 mol空氣含0.80 mol N2和0.20 mol O2,1300oC時在2.0 L密閉汽缸內(nèi)經(jīng)過5s反應(yīng)達(dá)到平衡,測得NO為1.6×10-3mol。
①在1300oC 時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K= 。5s內(nèi)該反應(yīng)的平均速率ν(N2) = (保留2位有效數(shù)字);
②汽車啟動后,汽缸溫度越高,單位時間內(nèi)NO排放量越大,原因是 。
(3)汽車尾氣中NO和CO的轉(zhuǎn)化。當(dāng)催化劑質(zhì)量一定時,增大催化劑固體的表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。下圖表示在其他條件不變時,反應(yīng)2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g) 中,NO的濃度c(NO)隨溫度(T)、催化劑表面積(S)和時間(t)的變化曲線。
①該反應(yīng)的△H 0 (填“>”或“<”)。
②若催化劑的表面積S1>S2,在右圖中畫出c(NO) 在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線(并作相應(yīng)標(biāo)注)。
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實驗室利用如圖裝置進(jìn)行中和熱的測定;卮鹣铝袉栴}:
(1)該圖中有兩處實驗用品未畫出,它們是 、 ;
(2)在操作正確的前提下提高中和熱測定的準(zhǔn)確性的關(guān)鍵是: 。
(3)如果用0.5mol?L-1的鹽酸和氫氧化鈉固體進(jìn)行實驗,則實驗中所測出的“中和熱”將 (填“偏大”、“偏小”、“不變”)原因是 。
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氨氣是氮循環(huán)中的重要物質(zhì),在人類的生產(chǎn)和生活中有著廣泛的應(yīng)用。
(1)如圖是N2與H2反應(yīng)過程中能量變化的示意圖,則該反應(yīng)生成液態(tài)氨的熱化學(xué)方程式是 。
(2)已知:①H2O(g)=H2O(l) ΔH=-Q1 kJ·mol-1
②C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH=-Q2 kJ/mol ③C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH=-Q3 kJ/mol
則23 g液體酒精完全燃燒生成CO2(g)和H2O(l),釋放出的熱量為 kJ(請用Q1、Q2、Q3來表示 )
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(14分)(Ⅰ)甲醇是一種新型的汽車動力燃料,工業(yè)上可通過CO和H2化合來制備甲醇。
已知某些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)如下表:
化學(xué)鍵 | C—C | C—H | H—H | C—O | C≡O(shè) | H—O |
鍵能/kJ·mol-1 | 348 | 413 | 436 | 358 | 1072 | 463 |
反應(yīng)時間/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 |
壓強/MPa | 12.6 | 10.8 | 9.5 | 8.7 | 8.4 | 8.4 |
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(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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