氫氣是一種新型的綠色能源,又是一種重要的化工原料。
(1)氫氣燃燒熱值高。實(shí)驗(yàn)測(cè)得,在常溫常壓下,1 g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出142.9 kJ熱量。則H2燃燒熱的化學(xué)方程式為 。
(2)氫氣是合成氨的重要原料,合成氨反應(yīng)的熱化方程式如下:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);ΔH=-92.4 kJ/mol
①當(dāng)合成氨反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變某一外界條件(不改變N2、H2和NH3的量),反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系如下圖所示。圖中t1時(shí)引起平衡移動(dòng)的條件可能是 其中表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時(shí)間是
②溫度為T ℃時(shí),將2 a mol H2和a mol N2放入0.5 L密閉容器中,充分反應(yīng)后測(cè)得N2的轉(zhuǎn)化率為50%。則反應(yīng)的平衡常數(shù)為
(1) H2(g)+ 1/2O2(g)=H2O(l);ΔH=-285.8 kJ/mol
(2)①增大壓強(qiáng) t2-t3、
解析試題分析:(1)1g氫氣的物質(zhì)的量是0.5mol,燃燒0.5mol氫氣放出142.9kJ熱量,所以燃燒1mol氫氣放出285.8kJ熱量,所以氫氣的燃燒熱化學(xué)反應(yīng)方程式為:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(1)△H=-285.8kJ/mol;
(2)N2(g)+3H2(g)?2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol;反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)前后氣體體積減小,①依據(jù)反應(yīng)速率與時(shí)間的關(guān)系圖象分析,t1時(shí)正逆反應(yīng)速率都增大,平衡正向移動(dòng),引起平衡移動(dòng)的條件可能是增大壓強(qiáng);表示平衡混合物中NH3的含量最高的一段時(shí)間是t2-t3;
② N2(g)+3H2(g)?2NH2(g)
開始 2amol/L 4amol/L 0
反應(yīng) amol/L 3amol/L 2amol/L
平衡 amol/L amol/L 2amol/L
所以化學(xué)平衡常數(shù)K=(2amol/L)2/(amol/L)?(amol/L)3=4/a2(L/mol)2,
考點(diǎn):熱化學(xué)方程式;化學(xué)平衡常數(shù)的含義;化學(xué)平衡的調(diào)控作用
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
科學(xué)家一直致力于“人工固氮”的方法研究。
(1)合成氨的原理為:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH="-92.4" kJ/mol,該反應(yīng)的能量變化如圖所示。
①在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)速率增大,E2的變化是 (填“增大”、“減小”或“不變”)。
②將0.3 mol N2和0.5 mol H2充入體積不變的密閉容器中,在一定條件下達(dá)到平衡,測(cè)得容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)變?yōu)樵瓉?lái)的,此時(shí)H2的轉(zhuǎn)化率為 ;欲提高該容器中H2的轉(zhuǎn)化率,下列措施可行的是 (填選項(xiàng)字母)。
A.向容器中按原比例再充入原料氣 |
B.向容器中再充入一定量H2 |
C.改變反應(yīng)的催化劑 |
D.液化生成物分離出氨 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
化學(xué)反應(yīng)中既有物質(zhì)變化,又有能量變化,釋放或吸收熱量是化學(xué)反應(yīng)中能量變化的主要形式之一。已知C(石墨)、H2(g)燃燒的熱化學(xué)方程式分別為:
① C(石墨)+O2(g)=CO(g) ="-111.0" KJ·mol-1
② H2(g)+ O2(g) =H20(g) ="-242.0" kJ·mol-1
③ C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ="-394.0" kJ·mol-1
請(qǐng)解答下列問(wèn)題:
(1)化學(xué)反應(yīng)中有能量變化的本質(zhì)原因是反應(yīng)過(guò)程中有 的斷裂和形成。上述三個(gè)反應(yīng)都是 (填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
(2)在熱化學(xué)方程式中,需要標(biāo)明反應(yīng)物及生成物的狀態(tài)的原因是 ;在①中,02的化學(xué)計(jì)量數(shù)“1/2”是表示 (填字母)。
a.分子個(gè)數(shù) b.物質(zhì)的量 c.氣體的體積
(3)反應(yīng)2H20(g)=2H2(g)+02(g)的= KJ·mol-1。
(4)若C(金剛石)+02(g)=C02(g)的="-395.0" kJ·mol-1,則穩(wěn)定性:金剛石 (填“>”、“<”或“=”)石墨。
(5)已知形成H20(g)中的2 mol H-O鍵能放出926.0 kJ的能量,形成1 mol 02(g)中的共價(jià)鍵能放出498.0 kJ的能量,則斷裂1 mol H2(g)中的H-H鍵需要的能量 KJ。
(6)工業(yè)制氫氣的一個(gè)重要途徑是用CO(g)與H2O(g)反應(yīng)生成C02(g)和H2(g),則該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
以下是一些物質(zhì)的熔沸點(diǎn)數(shù)據(jù)(常壓):
| 鉀 | 鈉 | Na2CO3 | 金剛石 | 石墨 |
熔點(diǎn)(℃) | 63.65 | 97.8 | 851 | 3550 | 3850 |
沸點(diǎn)(℃) | 774 | 882.9 | 1850(分解產(chǎn)生CO2) | ---- | 4250 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
化工行業(yè)的發(fā)展必須符合國(guó)家節(jié)能減排的總體要求。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)已知C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g),則該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為 。
(2)已知在一定溫度下,
C(s)+CO2(g) 2CO(g) △H1
CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g) △H2
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) △H3
則△H1、△H2、△H3之間的關(guān)系是: 。
(3)通過(guò)研究不同溫度下平衡常數(shù)可以解決某些實(shí)際問(wèn)題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)時(shí),會(huì)發(fā)生如下反應(yīng): CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如表所示。
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
汽車尾氣里含有的NO氣體是由于內(nèi)燃機(jī)燃燒的高溫引起氮?dú)夂脱鯕夥磻?yīng)所致:
N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH,已知該反應(yīng)在 T ℃時(shí),平衡常數(shù)K=9.0。
請(qǐng)回答:
(1)已知:N2(g)+2O2(g) 2NO2(g) ΔH1 2NO2(g) O2+2NO(g) ΔH2 ΔH= (用含ΔH1、ΔH2的表達(dá)式表示);
(2)某溫度下,向2 L的密閉容器中充入N2和O2各1 mol,5分鐘后O2的物質(zhì)的量為0.5 mol,則NO的反應(yīng)速率 ;
(3)假定該反應(yīng)是在恒容條件下進(jìn)行,下列能判斷該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是________;
A.消耗1 mol N2同時(shí)生成1 mol O2 |
B.混合氣體密度不變 |
C.混合氣體平均相對(duì)分子質(zhì)量不變 |
D.2v正(N2)=v逆(NO) |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(15分)能源的開發(fā)、利用與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān),怎樣充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。
I.已知:Fe2O3(s)+3C(石墨) =2Fe(s)+3CO(g) △H=akJ·mol-1
CO(g)+1/2O2(g)= CO2(g) △H=bkJ·mol-1
C(石墨)+O2(g)=CO2(g) △H=ckJ·mol-1
則反應(yīng):4Fe(s)+3O2(g)= 2Fe2O3(s)的焓變△H= 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(hào))。
A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
C.2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g)
D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)
若以KOH溶液為電解質(zhì)溶液,依據(jù)所選反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成一個(gè)原電池,請(qǐng)寫出該原電池的電極反應(yīng)。
負(fù)極: ,
正極: 。
(2)二氧化氯(ClO2)是一種高效安全的自來(lái)水消毒劑。ClO2是一種黃綠色氣體,易溶于水。實(shí)驗(yàn)室以NH4Cl、鹽酸、NaClO2為原料制備ClO2流程如下:
已知:電解過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)為:
NH4Cl+2HClNCl3+3H2↑;假設(shè)NCl3中氮元素為+3價(jià)。
①寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式 。
②在陽(yáng)極上放電的物質(zhì)(或離子)是 。
③除去ClO2中的NH3可選用的試劑是 (填序號(hào))
A.生石灰 B.堿石灰 C.濃H2SO4 D.水
④在生產(chǎn)過(guò)程中,每生成1mol ClO2,需消耗 mol NCl3。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
二甲醚(CH3OCH3)是一種重要的精細(xì)化工產(chǎn)品,被認(rèn)為是二十一世紀(jì)最有潛力的燃料[ 已知:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1) △H=-1455kJ/mol ]。同時(shí)它也可以作為制冷劑而替代氟氯代烴。工業(yè)上制備二甲醚的主要方法經(jīng)歷了三個(gè)階段:
①甲醇液體在濃硫酸作用下或甲醇?xì)怏w在催化作用下直接脫水制二甲醚;2CH3OHCH3OCH3+H2O
②合成氣CO與H2直接合成二甲醚:3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g) △H=-247kJ/mol
③天然氣與水蒸氣反應(yīng)制備二甲醚。以CH4和H2O為原料制備二甲醚和甲醇工業(yè)流程如下:
(1)寫出CO(g)、H2(g)、O2(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2O(1)的熱化學(xué)方程式(結(jié)果保留一位小數(shù)) 。
(2)①方法中用甲醇液體與濃硫酸作用直接脫水制二甲醚,盡管產(chǎn)率高,但是逐步被淘汰的主要原因是 。
(3)在反應(yīng)室2中,一定條件下發(fā)生反應(yīng)3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)在密閉容器中達(dá)到平衡后,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是 。
A.低溫高壓 B.加催化劑 C.增加CO濃度 D.分離出二甲醚
(4)在反應(yīng)室3中,在一定溫度和壓強(qiáng)條件下發(fā)生了反應(yīng):3H2(g)+CO2(g) CH3OH(g)+H2O (g) △H<0反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí),改變溫度(T)和壓強(qiáng)(P),反應(yīng)混合物CH3OH“物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)”變化情況如圖所示,關(guān)于溫度(T)和壓強(qiáng)(P)的關(guān)系判斷正確的是 (填序號(hào))。
A.P3>P2 T3>T2 B.P2>P4 T4>T2
C.P1>P3 T1>T3 D.P1>P4 T2>T3
(5)反應(yīng)室1中發(fā)生反應(yīng):CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0寫出平衡常數(shù)的表達(dá)式: 。如果溫度降低,該反應(yīng)的平衡常數(shù) 。(填“不變”、“變大”、“變小”)
(6)如圖為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖。則a電極的反應(yīng)式為:________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
下圖是一個(gè)乙醇燃料電池工作時(shí)的示意圖,乙池中的兩個(gè)電極一個(gè)是石墨電極,一個(gè)是鐵電極,工作時(shí)M、N兩個(gè)電極的質(zhì)量都不減少,請(qǐng)回答下列問(wèn)題:
(1)M電極的材料是 ,電極名稱是 ,加入乙醇的鉑電極的電極反應(yīng)
式為 。寫出乙池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)的離子方程式: 。
(2)在此過(guò)程中,乙池中某一電極析出金屬銀4.32g時(shí),甲池中理論上消耗氧氣為 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況下);若此時(shí)乙池溶液的體積為400mL,則乙池中溶液的pH為 。
(3)若在常溫常壓下,1g C2H5OH燃燒生成CO2和液態(tài)H2O時(shí)放出29.71kJ熱量。表示該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。
(4)甲烷也是一種很好的清潔能源。蘊(yùn)藏在海底的“可燃冰”是高壓下形成的外觀像冰的甲烷水合物固體。甲烷氣體燃燒的熱化學(xué)方程式為:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol。356g“可燃冰”(若分子式為CH4·9H2O)釋放的甲烷氣體完全燃燒生成液態(tài)水.放出的熱量為 kJ。
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