(I)保護環(huán)境已成為當前和未來的一項全球性課題。為解決目前燃料使用過程中的環(huán)境污染問題,并緩解能源危機,有的專家提出利用太陽能促使燃料循環(huán)使用的構想,如圖所示:
請回答下列問題:
(1)過程Ⅰ的能量轉化形式為________能轉化為________能。
(2)上述轉化過程中,ΔH1和ΔH2的關系是________。
(3)斷裂1 mol化學鍵所需的能量見下表:
共價鍵 | H—N | H—O | N≡N | O=O |
斷裂1 mol化學鍵所需能量/(kJ·mol-1) | 393 | 460 | 941 | 499 |
(I)(1)太陽 1分,化學 (1分)。 (2)△H1=-△H2 (1分)
(3)2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g) △H=+1189kJ/mol (4分)
(Ⅱ)(4)0.002md/(L·min) (2分)
(5)t1—t2說明Mn2+作催化劑;t2—t3:反應物濃度降低 (4分)
解析試題分析:(I)(1)根據轉化示意圖可知,過程I是利用太陽能將氮氣、水和CO2等轉化為氫氣、氧氣、氨氣、甲醇和甲烷等,因此能量轉化是太陽能轉化為化學能。
(2)過程Ⅱ是在一定條件下氫氣、氧氣、氨氣、甲醇和甲烷等又重新轉化為CO2、水和氮氣等,所以根據能量守恒可知△H1=-△H2。
(3)根據原子守恒可知,氮氣與水反應生成氨氣的同時還有氧氣生成,反應的化學方程式為2N2+6H2O 4NH3(g)+3O2。由于反應熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學鍵所放出的能量的差值,則該反應的反應熱△H=2×942kJ/mol+6×2×460kJ/mol-4×3×393kJ/mol-3×499kJ/mol=+1189kJ/mol,即熱化學方程式為2N2(g)+6H2O(g) 4NH3(g)+3O2(g) △H=+1189kJ/mol。
(Ⅱ)(4)5分鐘后測得Mn2+的濃度為0.004mol/L ,則根據方程式可知消耗草酸的物質的量濃度是0.004mol/L× =0.01mol/L,所以反應速率υ(H2C2O4)=0.01mol/L ÷5min=0.002md/(L·min)。
(5)由于影響反應速率的因素一般有溫度、濃度和催化劑等,體系溫度不變,所以影響反應速率的因素可以從濃度和催化劑的角度分析。t1—t2反應速率升高,說明Mn2+作催化劑,加快了反應速率;而t2—t3后反應速率又降低,這說明反應物濃度降低導致反應速率降低。
考點:考查反應熱與能量變化、熱化學方程式書寫以及反應速率計算和外界條件對反應速率的影響
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(每空1分,共7分)在化學反應中,只有極少數能量比平均能量高得多的反應物分子發(fā)生碰撞時才可能發(fā)生化學反應,這些分子被稱為活化分子。使普通分子變成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其單位通常用kJ·mol-1表示。請認真觀察下圖,然后回答問題。
(1)圖中所示反應是________(填“吸熱”或“放熱”)反應。
(2)已知拆開1mol H—H鍵、1mol I—I、1mol H—I鍵分別需要吸收的能量為436kJ、151kJ、299kJ。則由1mol氫氣和1mol 碘反應生成HI會________(填“放出”或“吸收”)________kJ的熱量。在化學反應過程中,是將______轉化為________。
(3)下列反應中,屬于放熱反應的是________,屬于吸熱反應的是________。
①物質燃燒 ②炸藥爆炸 ③酸堿中和反應 ④二氧化碳通過熾熱的碳
⑤食物因氧化而腐敗 ⑥Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl反應 ⑦鐵粉與稀鹽酸反應
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(1)合成氨工業(yè)中氫氣可由天然氣和水反應制備,其主要反應為:
CH4(g)+ 2H2O(g) CO2(g)+4H2(g)
反應過程中能量變化如圖所示,
則該反應為 反應(填“吸熱”或“放熱”)
若已知,破壞1mol化學鍵需要吸收的熱量如下表所示:
化學鍵 | C—H | O—H | C=O | H—H |
吸收熱量(kJ/mol) | a | b | c | d |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(14分)運用化學反應原理分析解答以下問題
(1)已知: ①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) △Hl= -91kJ·mol-l
②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H2= -24 kJ·mol-l ③CO(g) +H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H3= -41 kJ·mol-l
且三個反應的平衡常數依次為K1、K2、K3
則反應 3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g) △H= .
化學平衡常數K= (用含K1、K2、K3的代數式表示)。
(2)一定條件下,若將體積比為1:2的CO和H2氣體通入體積一定的密閉容器中發(fā)生反應
3CO(g) +3H2(g) CH3OCH3(g) +CO2(g),下列能說明反應達到平衡狀態(tài)是 。
a.體系壓強保持不變 B.混合氣體密度保持不變
c. CO和H2的物質的量保持不變 d.CO的消耗速度等于CO2的生成速率
(3)氨氣溶于水得到氨水。在25℃下,將x mol.L-l的氨水與y mol.L-1的鹽酸等體積混合,反應后溶液顯中性,則c(NH4+)____c(Cl-)(填“>”、“<”、“=”);用含x和y的代數式表示出氨水的電離平衡常數 .
(4)科學家發(fā)明了使NH3直接用于燃料電池的方法,其裝置用鉑黑作電極、加入電解質溶液中,一個電極通入空氣,另一電極通入NH3。其電池反應式為:4NH3+3O2 = 2N2+6H2O,電解質溶液應顯 (填“酸性”、“中性”、“堿性”),
寫出正極的電極反應方程式 .
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(14分)
Ⅰ.氯堿工業(yè)中常用離子交換膜法電解制堿(如圖1所示)。
。1)寫出圖1中陰極的電極反應式 。
(2)已知陽離子交換膜只允許陽離子通過,陰離子交換膜只允許陰離子通過。工業(yè)上若用圖2裝置電解飽和Na2SO4溶液來生產純凈的NaOH和H2SO4,則該裝置最主要的缺陷是 。
Ⅱ.輝鉬礦(MoS2)是一種重要的礦物。圖3是輝鉬礦多層焙燒爐的示意圖,其中1,2,3,…是爐層編號。580,600,610,…是各爐層的溫度(℃)。圖4給出了各爐層固體物料的物質的量百分含量。
已知:MoS2焙燒生成1molMoO3的反應熱△H1=-1011KJ/mol;MoO2氧化生成1molMoO3的反應熱△H2=-154KJ/mol。試回答:
(1)驗證輝鉬礦焙燒生成的氣體是SO2而不是SO3的方法是 。
(2)輝鉬礦焙燒生成的氣體能使硫酸酸化的KMnO4溶液褪色,用化學方程式表示褪色的原因 。
(3)第6爐層存在的固體物質分別是MoS2、MoO3、MoO2,則它們的物質的量之比為 。
(4)圖4表明,中間爐層(4~6)可能存在一種“固體+固體→固體+…”的反應,請寫出該反應的熱化學反應方程式 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(14分)2013年10月我市因臺風菲特遭受到重大損失,市疾控中心緊急采購消毒藥品,以滿足災后需要。復方過氧化氫消毒劑具有高效、環(huán)保、無刺激無殘留,其主要成分H2O2是一種無色粘稠液體,請回答下列問題:
⑴火箭發(fā)射常以液態(tài)肼(N2H4)為燃料,液態(tài)H2O2為助燃劑。已知:
N2H4(1)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H="-" 534 kJ·mol-1 ①
H2O2(1)=H2O(1)+1/2O2(g) △H="-" 98.64 kJ·mol-1 ②
H2O(1)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-l ③
則反應N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)的△H= ,
⑵據報道,以硼氫化合物NaBH4(B元素的化合價為+3價)和H2O2作 原料的燃 料電池,負極材料采用Pt/C,正極材料采用MnO2,可用作空軍通信衛(wèi)星電,其工作原理如圖所示。
則該電池的正極反應____ ___
⑶H2O2是一種不穩(wěn)定易分解的物質。右圖是H2O2在沒有催化劑時反應進程與能量變化圖,請在圖上畫出使用催化劑加快分解速率時能量與進程圖 。
⑷某化學興趣小組欲測定H2O2的分解速率,取溶液0.5L進行分析,數據如表格所示:
t(S) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
n(H2O2) (moL) | 0.8 | 0.7 | 0.62 | 0.55 | 0.27 | 0.03 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
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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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
請參考題中圖表,已知E1=134 kJ·mol-1、E2=368 kJ·mol-1,根據要求回答問題:
(1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應生成CO2和NO過程中的能量變化示意圖,若在反應體系中加入催化劑,反應速率增大,E1的變化是 (填“增大”、“減小”或“不變”,下同),ΔH的變化是 。請寫出NO2和CO反應的熱化學方程式: 。
(2)甲醇質子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉化為氫氣的兩種反應的熱化學方程式如下:
①CH3OH(g)+H2O(g)===CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)===CO2(g)+2H2(g) ΔH=-192.9 kJ·mol-1
又知③H2O(g)===H2O(l) ΔH=-44 kJ·mol-1,則甲醇蒸汽燃燒為液態(tài)水的熱化學方程式為 。
(3)如表所示是部分化學鍵的鍵能參數:
化學鍵 | P—P | P—O | O===O | P===O |
鍵能/kJ·mol-1 | a | b | c | x |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
四氯化鈦(TiCl4)是制取航天航空工業(yè)材料——鈦合金的重要原料。由鈦鐵礦(主要成分是FeTiO3)制備TiCl4等產品的一種工藝流程示意圖如下:
(1)往①中加入鐵屑至浸出液顯紫色,此時溶液仍呈強酸性。該過程中有如下反應發(fā)生:
Fe+2Fe3+=3Fe2+
2TiO2+(無色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(無色)+Fe2++2H+
加入鐵屑的作用是 。
(2)在②→③工藝過程中需要控制條件以形成TiO2·nH2O溶膠,該溶膠的分散質顆粒直徑大小在 范圍。
(3)若把③中制得的固體TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的雜質,還可制得鈦白粉。已知25 ℃時,Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,該溫度下反應Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數K= 。
(4)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④中TiO2和焦炭、氯氣反應生成液態(tài)TiCl4和CO氣體的熱化學方程式: 。
(5)上述工藝具有成本低、可用低品位礦物為原料等優(yōu)點。依據綠色化學理念,該工藝流程中存在的不足之處是 (只要求寫出一項)。
(6)依據下表信息,要精制含少量SiCl4雜質的TiCl4,可采用 方法。
| TiCl4 | SiCl4 |
熔點/℃ | -25.0 | -68.6 |
沸點/℃ | 136.4 | 57.6 |
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