能源問題是當(dāng)前人類社會面臨的一項(xiàng)重大課題,H2、CO、CH3OH都是重要的能源物質(zhì),它們的燃燒熱依次為285.8 kJ/mol、282.5 kJ/mol、726.7 kJ/mol。請回答:
(1)已知CO和H2在一定條件下可以合成甲醇:CO+2H2=CH3OH。則H2與CO反應(yīng)生成CH3OH的熱化學(xué)方程式為: 。
(2)如圖為某種燃料電池的工作原理示意圖,a、b均為惰性電極。
①使用時,空氣從 口通入(填“A”或“B”);
②假設(shè)使用的“燃料”是甲醇,a極的電極反應(yīng)式為: ________________
③假設(shè)使用的“燃料”是水煤氣(成分為CO、H2)用這種電池電鍍銅,待鍍金屬增重6.4 g,則至少消耗標(biāo)準(zhǔn)狀況下水煤氣的體積為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)汽車發(fā)動機(jī)工作時會引發(fā)N2和O2反應(yīng),其能量變化示意圖如下:
寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________________。
(2)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和少量的CO2)直接制備二甲醚,其中的主要過程包括以下四個反應(yīng):
甲醇合成反應(yīng):
(ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1=-90.1 kJ·mol-1
(ⅱ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.0 kJ·mol-1
水煤氣變換反應(yīng):
(ⅲ)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.1 kJ·mol-1
二甲醚合成反應(yīng):
(ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=-24.5 kJ·mol-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(xué)方程式為_______________。
根據(jù)化學(xué)反應(yīng)原理,分析增加壓強(qiáng)對直接制備二甲醚反應(yīng)的影響_________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
能源的開發(fā)利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)。
Ⅰ.已知:Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g)
ΔH1=a kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH3=c kJ·mol-1
則C的燃燒熱ΔH=________kJ·mol-1。
Ⅱ.(1)依據(jù)原電池的構(gòu)成原理,下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計(jì)成原電池的是________(填序號)。
A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
若以熔融的K2CO3與CO2為反應(yīng)的環(huán)境,依據(jù)所選反應(yīng)設(shè)計(jì)成一個原電池,請寫出該原電池的負(fù)極反應(yīng):_____________________________________。
(2)某實(shí)驗(yàn)小組模擬工業(yè)合成氨反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,開始他們將N2和H2混合氣體20 mol(體積比1∶1)充入5 L合成塔中,反應(yīng)前壓強(qiáng)為P0,反應(yīng)過程中壓強(qiáng)用P表示,反應(yīng)過程中與時間t的關(guān)系如圖所示。
請回答下列問題:
①反應(yīng)達(dá)平衡的標(biāo)志是__________________________(填字母代號,下同)。
A.壓強(qiáng)保持不變
B.氣體密度保持不變
C.NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0~2 min內(nèi),以c(N2)變化表示的平均反應(yīng)速率為________________。
③欲提高N2的轉(zhuǎn)化率,可采取的措施有_____________________________。
A.向體系中按體積比1∶1再充入N2和H2
B.分離出NH3
C.升高溫度
D.充入氦氣使壓強(qiáng)增大
E.加入一定量的N2
(3)25℃時,BaCO3和BaSO4的溶度積常數(shù)分別是8×10-9和1×10-10,某含有BaCO3沉淀的懸濁液中,c(CO32-)=0.2 mol·L-1,如果加入等體積的Na2SO4溶液,若要產(chǎn)生BaSO4沉淀,加入Na2SO4溶液的物質(zhì)的量濃度最小是________mol·L-1。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
2013年初,霧霾天氣多次肆虐我國中東部地區(qū)。其中,汽車尾氣和燃煤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)。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)的變化曲線如圖所示。
據(jù)此判斷:
①該反應(yīng)的ΔH________0(填“>”或“<”)。
②在T2溫度下,0~2 s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)=________。
③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,在上圖中畫出c(CO2)在T1、S2條件下達(dá)到平衡過程中的變化曲線。
④若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進(jìn)行,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進(jìn)行到t1時刻達(dá)到平衡狀態(tài)的是________(填代號)。
(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴(yán)重的環(huán)境問題。
①煤燃燒產(chǎn)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。
例如:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-867 kJ·mol-1
2NO2(g)N2O4(g) ΔH2=-56.9 kJ·mol-1
寫出CH4(g)催化還原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式:__________________________________________________________________
②將燃煤產(chǎn)生的二氧化碳回收利用,可達(dá)到低碳排放的目的。如圖是通過人工光合作用,以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為_______________________________________。
③常溫下,0.1 mol·L-1的HCOONa溶液pH為10,則HCOOH的電離常數(shù)Ka=________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)(廣東)由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高溫下制備黃磷(P4)的熱化學(xué)方程式為:4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)===3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ΔH
①上述反應(yīng)中,副產(chǎn)物礦渣可用來________。
②已知相同條件下:
4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) ΔH1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)===P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) ΔH2
SiO2(s)+CaO(s)===CaSiO3(s) ΔH3
用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH,ΔH=____________。
(2)(江蘇)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷電路板金屬粉末中的銅。已知:
①Cu(s)+2H+(aq)===Cu2+(aq)+H2(g) ΔH1=+64.39 kJ·mol-1
②2H2O2(l)===2H2O(l)+O2(g) ΔH2=-196.46 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH3=-285.84 kJ·mol-1
在H2SO4溶液中,Cu與H2O2反應(yīng)生成Cu2+和H2O的熱化學(xué)方程式為______。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
請用適當(dāng)?shù)幕瘜W(xué)用語填空。
(1)Na2CO3水解的離子方程式: ;
(2)H2S電離方程式: ;
(3)AlCl3水解的離子方程式: ;
(4)在25℃、101 kPa下,l g甲烷完全燃燒生成CO2和液態(tài)水時放熱55.6 kJ熱量,寫出表示甲烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式: ;
(5)堿性氫氧燃料電池的兩極電極方程式
負(fù)極: ;
正極: 。
(6)寫出NaHCO3溶液中的離子濃度關(guān)系
c(H+)+c(Na+)= ;
c(Na+)= 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知反應(yīng)①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH="a" kJ·mol-1,平衡常數(shù)為K;反應(yīng)②CO(g)+1/2O2(g)CO2(g) ΔH="b" kJ·mol-1;反應(yīng)③Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH="c" kJ·mol-1。測得在不同溫度下,K值如下:
溫度/℃ | 500 | 700 | 900 |
K | 1.00 | 1.47 | 2.40 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(15分)資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放,還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
(1)以CO2與NH3為原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知:
①2NH3(g)+ CO2(g)= NH2CO2NH4(s) △H = -159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)= CO(NH2)2(s)+ H2O(g) △H = +116.49 kJ·mol-1
③H2O(l)= H2O(g) △H =+88.0 kJ·mol-1
試寫出NH3和CO2合成尿素和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式 。
(2)在一定條件下,二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下:
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) ΔH<0
①向一容積為2L的恒容密閉容器中充入一定量的CO2和H2,在300℃時發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為CO2:0.2mol·L—1,H2:0.8mol·L—1,CH4:0.8mol·L—1,H2O:1.6mol·L—1,起始充入CO2和H2的物質(zhì)的量分別為 、 。CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為 。
②現(xiàn)有兩個相同的恒容絕熱(與外界沒有熱量交換)密閉容器I、II,在I中充入1 molCO2,和4 molH2,在II中充入1 mol CH4和2 mol H2 O(g) ,300℃下開始反應(yīng)。達(dá)到平衡時,下列說法正確的是 (填字母)。
A.容器I、II中正反應(yīng)速率相同 |
B.容器I、II中CH4的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)相同 |
C.容器I中CO2的物質(zhì)的量比容器II中的多 |
D.容器I中CO2的轉(zhuǎn)化率與容器II中CH4的轉(zhuǎn)化率之和小于1 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮是一種地球上含量豐富的元素,氮及其化合物的研究在生產(chǎn)、生活中有著重要意義。
(1)下圖是1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖,寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(2)已知:N2(g)+ O2(g)=2 NO(g) △H=+180 kJ ? mol-1
2NO(g)+2 CO(g)=N2(g) + 2 CO2(g) △H=-746 kJ ? mol-1
則反應(yīng)CO(g) +O2(g)=CO2(g)的 △H= kJ ? mol-1。
(3)在一固定容積為2L的密閉容器內(nèi)加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2,在一定條件下發(fā)生如下反應(yīng): N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H <0, 若第5分鐘時達(dá)到平衡,此時測得NH3的物質(zhì)的量為0.2 mol,平衡時H2的轉(zhuǎn)化率為 。
(4)在固定體積的密閉容器中,1.0×103 kPa時,發(fā)生反應(yīng) N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表:
T/K | 298 | 398 | 498 |
平衡常數(shù)K | 51 | K1 | K2 |
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