I.已知:反應(yīng)①H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH=" —184" kJ/mol
②4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=" —115.6" kJ/mol
請回答:
(1)H2與O2反應(yīng)生成氣態(tài)水的熱化學(xué)方程式
(2)斷開1 mol H—O 鍵所需能量約為 kJ。
II.實(shí)施以減少能源浪費(fèi)和降低廢氣排放為基本內(nèi)容的節(jié)能減排政策,是應(yīng)對全球氣候問題、建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的必然選擇;ば袠I(yè)的發(fā)展必須符合國家節(jié)能減排的總體要求。試運(yùn)用所學(xué)知識,解決下列問題:
(1)已知某反應(yīng)的平衡表達(dá)式為: ,它所對應(yīng)的化學(xué)方程式為: 。
(2)已知在400℃時,N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H<0 的K="0.5," 則400℃時,在0.5L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時間后,測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時反應(yīng)V(N2)正 V(N2)逆(填:>、<、=、不能確定)。欲使得該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快,同時使平衡時NH3的體積百分?jǐn)?shù)增加,可采取的正確措施是 (填序號)
A.縮小體積增大壓強(qiáng) B.升高溫度 C.加催化劑 D.使氨氣液化移走
(3)在一定體積的密閉容器中,進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng):A(g) + 3B(g) 2C(g) + D(s) ΔH,其化學(xué)平衡常數(shù)K與溫度t的關(guān)系如下表:
t/K | 300 | 400 | 500 | … |
K/(mol·L-1)2 | 4×106 | 8×107 | K1 | … |
Ⅰ (1)2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g) ΔH=" —483.6" kJ/mol (2)463.4
Ⅱ (1)C(s)+H2O(g) H2(g) + CO(g) (2) = A (3) ① > ② C
解析試題分析:Ⅰ(1)①×2+②得:2H2(g) + O2(g)= 2H2O(g) ΔH=" —483.6" kJ/mol;2×436KJ/mol+1mo498KJ/mol-4×XKJ/mol="—483.6" kJ/mol 解得X=463.4KJ/mol。
II.根據(jù)可得反應(yīng)方程式:H2O(g)+C(s)H2(g)+CO(g). (2)已知在400℃時,N2(g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H<0 的K="0.5," 則400℃時,在0.5L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時間后,測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,各物質(zhì)的濃度是C(N2)=4mol/L;C(H2)=2mol/L;C(NH3)=4mol/L此時則此時C2(NH3)/{ C(N2)·C3(H2)}=42/(4×23)="1/8=0.5" = K,反應(yīng)V(N2)正=V(N2)逆.該反應(yīng)的正反應(yīng)是一個氣體體積減小的放熱反應(yīng)。A.增大壓強(qiáng),由于反應(yīng)混合物個物質(zhì)的濃度都增大所以速率加快,并且平衡向氣體體積減小的方向移動,也就是向正反應(yīng)方向移動。正確。B升高溫度,化學(xué)反應(yīng)速率加快,但是升高溫度化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向即逆反應(yīng)方向移動。錯誤。C加入催化劑,反應(yīng)速率大大加快,但催化劑不能使化學(xué)平衡發(fā)生移動。錯誤。D.使氨氣液化移走,平衡正向移動,但由于生成物的濃度減小,所以反應(yīng)速率減慢。錯誤。所以欲使得該反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)速率加快,同時使平衡時NH3的體積百分?jǐn)?shù)增加,即反應(yīng)速率加快而且平衡向正反應(yīng)方向移動。可采取的正確措施是A.縮小體積增大壓強(qiáng)。(3)①根據(jù)常數(shù)K與溫度t的關(guān)系可知升高溫度。K增大說明升高溫度化學(xué)平衡向正反應(yīng)方向移動。根據(jù)平衡移動原理:升高溫度,化學(xué)平衡向吸熱反應(yīng)方向移動。該反應(yīng)的正反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。所以ΔH>0. ②A.當(dāng)可能反應(yīng)達(dá)到平衡時任何物質(zhì)的消耗速率和產(chǎn)生速率應(yīng)該相等。錯誤。B 只有當(dāng)投入的A和B的物質(zhì)的量的比符合方程式中的該物質(zhì)的系數(shù)關(guān)系,轉(zhuǎn)化率相等才能證明反應(yīng)達(dá)到平衡。錯誤。C.該反應(yīng)反應(yīng)前后氣體體積不等,若容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變,即各物質(zhì)的物質(zhì)的量不變,反應(yīng)達(dá)到平衡。正確。D由于容器的容積不變,無論是否反應(yīng),也不管反應(yīng)進(jìn)行到什么程度,容器內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量不變。所以任何時刻,無論反應(yīng)是否達(dá)到平衡,混合氣體的密度都不會發(fā)生變化。錯誤。
考點(diǎn):考查化學(xué)鍵與反應(yīng)熱的關(guān)系、熱化學(xué)方程式的書寫、外界條件對化學(xué)平衡的影響和平衡狀態(tài)的判斷等知識。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
尿素(H2NCONH2)是有機(jī)態(tài)氮肥,在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著非常重要的作用。
(1)工業(yè)上合成尿素的反應(yīng)分兩步進(jìn)行:
第一步:2NH3(l)+CO2H2NCOONH4(氨基甲酸銨)(l) △H1
第二步:H2NCOONH4 (l) H2O+ H2NCONH2(l)△H2
某化學(xué)學(xué)習(xí)小組模擬工業(yè)上合成尿素的條件,在體積為1 L的密閉容器中投入4 mol NH3和1 mol CO2,實(shí)驗(yàn)測得反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量隨時間的變化如下圖I所示。
已知總反應(yīng)的快慢是由較慢的一步反應(yīng)決定的。則合成尿素總反應(yīng)的快慢由第______步反應(yīng)決定, 總反應(yīng)進(jìn)行到______min時到達(dá)平衡。
②第二步反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如上右圖II所示,則ΔH2______0(填“>”、“<”或“=”。)
(2)該小組將一定量純凈的氨基甲酸銨置于特制的密閉真空容器中(假設(shè)容器體積不變,固體試樣體積忽略不計),在恒定溫度下使其達(dá)到分解平衡:。實(shí)驗(yàn)測得不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列于下表:
溫度/℃ | 15.0 | 20.0 | 25.0 | 30.0 | 35.0 |
平衡總壓強(qiáng)/Kpa | 5.7 | 8.3 | 12.0 | 17.1 | 24.0 |
平衡氣體總濃度/10-3mol/L | 2.4 | 3.4 | 4.8 | 6.8 | 9.4 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮是地球上含量豐富的一種元素,其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
(1)一定溫度下,在1L容積恒定的密閉容器中充入2 mol N2和8molH2并發(fā)生反應(yīng)。10min達(dá)平衡,測得氨氣的濃度為0.4 mol·L-1,此時氮?dú)獾霓D(zhuǎn)化率為________。若想提高氨氣的產(chǎn)率,根據(jù)化學(xué)平衡移動原理,提出合理的建議______________(寫出一條即可)。
(2)如圖是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反應(yīng)生成lmol CO2(g)和1 mol NO(g)過程中能量變化示意圖,請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_____________________。
(3)在容積恒定的密閉容器中,進(jìn)行如下反應(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:
①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式:K=_____________;
②試判斷K1__________K2(填寫“>”“=”或“<”=;
③NH3(g)燃燒的方程式為:4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(l),已知:
H2(g)+O2(g)2H2O(l) △H=-483.6 kJ/mol
N2(g)+2O2(g)2NO2(g) △H=+67.8 kJ/mol
N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-92.0 kJ/mol
請計算NH3(g)的燃燒熱________kJ/mol。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
為了減少CO對大氣的污染,某研究性學(xué)習(xí)小組擬研究CO和H2O反應(yīng)轉(zhuǎn)化為綠色能源H2。已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-566 kJ·moL-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =-483.6 kJ·moL-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH =-44.0 kJ·moL-1
(1)氫氣的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱△H = kJ·moL-1。
(2)寫出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的熱化學(xué)方程式: 。
(3)H2是一種理想的綠色能源,可作燃料電池;若該氫氧燃料電池以KOH為電解質(zhì)溶液,其負(fù)極的電極反應(yīng)式是 。
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科目:高中化學(xué) 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0.5 mol丙烷燃燒生成CO2和氣態(tài)水時釋放的熱量為___________ 。
(2)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(如下圖所示),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。
(3)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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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
完成下列熱化學(xué)方程式(化學(xué)方程式、電極反應(yīng)式、表達(dá)式等)的書寫:
(1)已知:2Cu(s)+1/2O2(g)=Cu2O(s);△H=-169kJ·mol-1,
C(s)+1/2O2(g)=CO(g);△H=-110.5kJ·mol-1,
Cu(s)+1/2O2(g)=CuO(s);△H=-157kJ·mol-1
用炭粉在高溫條件下還原CuO生成Cu2O的熱化學(xué)方程式是:
(2)在一定條件下,二氧化硫和氧氣發(fā)生如下反應(yīng):2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),寫出該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式:
(3)以甲烷、空氣為反應(yīng)物,KOH溶液作電解質(zhì)溶液構(gòu)成燃料電池,則負(fù)極反應(yīng)式為: 。
(4)鐵在潮濕的空氣中發(fā)生吸氧腐蝕的電池反應(yīng)方程式為 。
(5)“鎂—次氯酸鹽”燃料電池,其裝置示意圖如圖,該電池反應(yīng)的總反應(yīng)方程式為_______________。
(6)工業(yè)上電解熔融氯化鈉的方程式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
摩托羅拉公司開發(fā)了一種以甲醇為原料,以KOH為電解質(zhì)的用于手機(jī)的可充電的高效燃料電池,充一次電可以連續(xù)使用一個月。已知該電池的總反應(yīng)式為:
2CH3OH+3O2+4KOH2K2CO3+6H2O
請?zhí)羁眨?br />(1)放電時:負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________________________________________________________。
(2)通入甲醇一端的電極是________極,電池在放電過程中溶液的pH將_______ (填“上升”、“下降”或“不變”)。
(3)若在常溫、常壓下,1 g CH3OH燃燒生成CO2和液態(tài)水時放出22.68 kJ的熱量,表示該反應(yīng)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
氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用,
(1)上圖是N2(g)和H2(g)反應(yīng)生成1mol NH3(g)過程中能量變化示意圖,請寫出N2和H2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
(2)若已知下列數(shù)據(jù):
化學(xué)鍵 | H-H | N≡N |
鍵能/kJ·mol-1 | 435 | 943 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)氫氣是一種清潔能源,氫氣的制取與儲存是氫能源利用領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
(1)以甲烷為原料制取氫氣是工業(yè)上常用的制氫方法。已知:
CH4(g)+H2O(g) ===CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2 kJ/mol
CH4(g)+CO2(g) ===2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4 kJ/mol
CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CO2(g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)硫鐵礦(FeS2)燃燒產(chǎn)生的SO2通過下列碘循環(huán)工藝過程既能制H2SO4,又能制H2。
已知1g FeS2完全燃燒放出7.1 kJ熱量,F(xiàn)eS2燃燒反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為 。
該循環(huán)工藝過程的總反應(yīng)方程式為 。
(3)電解尿素[CO(NH2)2]的堿性溶液制氫的裝置示意圖見圖(電解池中隔膜僅阻止氣體通過,陰、陽極均為惰性電極)。電解時,陽極的電極反應(yīng)式為 。
(4)用吸收H2后的稀土儲氫合金作為電池負(fù)極材料(用MH表示),NiO(OH)作為電池正極材料,KOH溶液作為電解質(zhì)溶液,可制得高容量,長壽命的鎳氫電池。電池充放電時的總反應(yīng)為:
NiO(OH)+MHNi(OH)2+M
①電池放電時,正極的電極反應(yīng)式為 。
②充電完成時,Ni(OH)2全部轉(zhuǎn)化為NiO(OH)。若繼續(xù)充電將在一個電極產(chǎn)生O2,O2擴(kuò)散到另一個電極發(fā)生電極反應(yīng)被消耗,從而避免產(chǎn)生的氣體引起電池爆炸,此時,陰極的電極反應(yīng)式為 。
(5)Mg2Cu是一種儲氫合金。350℃時,Mg2Cu與H2反應(yīng),生成MgCu2和僅含一種金屬元素的氫化物(其中氫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.077)。Mg2Cu與H2反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。
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