四川有豐富的天然氣資源,以天然氣為原料合成尿素的主要步驟如下圖所示(圖中某些轉(zhuǎn)化步驟及生成物未列出):
請(qǐng)?zhí)顚?xiě)下列空白:
(1)已知0.5 mol甲烷與0.5 mol水蒸氣在t ℃、p kPa時(shí),完全反應(yīng)生成一氧
化碳和氫氣(合成氣),吸收了a kJ熱量,該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是:______________________。
(2)在合成氨的實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,常采取的措施之一是:將生成的氨從混合氣體中及時(shí)分離出來(lái),并將分離出氨后的氮?dú)夂蜌錃庋h(huán)利用,同時(shí)補(bǔ)充氮?dú)夂蜌錃。?qǐng)運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的觀點(diǎn)說(shuō)明采取該措施的理由:
________________________________________________________________。
(3)當(dāng)甲烷合成氨氣的轉(zhuǎn)化率為75%時(shí),以5.60×107 L甲烷為原料能夠合成________L氨氣。(假設(shè)體積均在標(biāo)準(zhǔn)狀況下測(cè)定)
(4)已知尿素的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,請(qǐng)寫(xiě)出兩種含有碳氧雙鍵的尿素的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:
①__________________; ②_________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
請(qǐng)參考題中圖表,已知E1=134 kJ·mol-1、E2=368 kJ·mol-1,根據(jù)要求回答問(wèn)題:
(1)圖Ⅰ是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反應(yīng)生成CO2和NO過(guò)程中的能量變化示意圖,若在反應(yīng)體系中加入催化劑,反應(yīng)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(qǐng)寫(xiě)出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式: 。
(2)甲醇質(zhì)子交換膜燃料電池中將甲醇蒸汽轉(zhuǎn)化為氫氣的兩種反應(yīng)的熱化學(xué)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(xué)方程式為 。
(3)如表所示是部分化學(xué)鍵的鍵能參數(shù):
化學(xué)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(xué) 來(lái)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(chǎn)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(shí)溶液仍呈強(qiáng)酸性。該過(guò)程中有如下反應(yīng)發(fā)生:
Fe+2Fe3+=3Fe2+
2TiO2+(無(wú)色)+Fe+4H+=2Ti3+(紫色)+Fe2++2H2O
Ti3+(紫色)+Fe3++H2O=TiO2+(無(wú)色)+Fe2++2H+
加入鐵屑的作用是 。
(2)在②→③工藝過(guò)程中需要控制條件以形成TiO2·nH2O溶膠,該溶膠的分散質(zhì)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(zhì),還可制得鈦白粉。已知25 ℃時(shí),Ksp[Fe(OH)3]=2.79×10-39,該溫度下反應(yīng)Fe(OH)3+3H+Fe3++3H2O的平衡常數(shù)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(xiě)出④中TiO2和焦炭、氯氣反應(yīng)生成液態(tài)TiCl4和CO氣體的熱化學(xué)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(diǎn)。依據(jù)綠色化學(xué)理念,該工藝流程中存在的不足之處是 (只要求寫(xiě)出一項(xiàng))。
(6)依據(jù)下表信息,要精制含少量SiCl4雜質(zhì)的TiCl4,可采用 方法。
| TiCl4 | SiCl4 |
熔點(diǎn)/℃ | -25.0 | -68.6 |
沸點(diǎn)/℃ | 136.4 | 57.6 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題是一個(gè)全球重視的問(wèn)題,引起環(huán)境問(wèn)題的氣體常見(jiàn)的有溫室氣體CO2、
污染性氣體NOx、SOx等。如果對(duì)這些氣體加以利用就可以成為重要的能源,既解決了對(duì)環(huán)境的污染,又解決了部分能源危機(jī)問(wèn)題。
(1)二氧化碳是地球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn)祝壳叭藗兲幚矶趸嫉姆椒ㄖ皇鞘蛊渑c氫氣反應(yīng)合成甲醇,甲醇是汽車(chē)燃料電池的重要燃料。CO2與H2反應(yīng)制備CH3OH和H2O的化學(xué)方程式為
(2)在高溫下一氧化碳可將二氧化硫還原為單質(zhì)硫。
已知:
①C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②CO2(g)+C(s)=2CO(g)ΔH2=+172.5 kJ·mol-1
③S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH3=-296.0 kJ·mol-1
請(qǐng)寫(xiě)出CO與SO2反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(3)硝酸廠常用催化還原方法處理尾氣。CH4在催化條件下可以將NO2還原為N2。
已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)ΔH=-889.6 kJ·mol-1①
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)ΔH=+67.7 kJ·mol-1②
則CH4還原NO2生成水蒸氣和氮?dú)獾臒峄瘜W(xué)方程式是 。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
已知化學(xué)能與其他形式的能可以相互轉(zhuǎn)化。填寫(xiě)下表的空白:
化學(xué)反應(yīng)方程式(例子) | 能量轉(zhuǎn)化形式 |
① | 由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能 |
②Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O | |
③CaCO3CaO+CO2↑ | |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
已知:①將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g);②C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為:
C(s)+O2(g)=CO2 (g);ΔH=-393.5 kJ·mol-1
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g);ΔH=-283.0 kJ·mol-1
H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);ΔH=-242.0 kJ·mol-1
請(qǐng)回答:
(1)根據(jù)以上信息,寫(xiě)出CO與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:____________________________。
(2)如圖是根據(jù)蓋斯定律做出的循環(huán)圖,根據(jù)圖的轉(zhuǎn)化關(guān)系和熱化學(xué)方程式計(jì)算ΔH3=________kJ/mol。
請(qǐng)比較ΔH1與ΔH3數(shù)值是否可以說(shuō)明用水煤氣做燃料要比直接燃煤放出的熱量多________(是或否)原因是___________________________________。
(3)目前煤的運(yùn)輸還主要靠鐵路運(yùn)輸和公路運(yùn)輸,你能在所學(xué)知識(shí)基礎(chǔ)上提出緩解鐵路和公路運(yùn)輸?shù)姆椒ǎ篲___________________________。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(1)甲醇是一種重要的化工產(chǎn)品,可利用甲醇催化脫氫制備甲醛。甲醛與氣態(tài)甲醇轉(zhuǎn)化的能量關(guān)系如圖所示。
反應(yīng)過(guò)程中的能量關(guān)系
①甲醇催化脫氫轉(zhuǎn)化為甲醛的反應(yīng)是________(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng)。
②過(guò)程Ⅰ與過(guò)程Ⅱ的反應(yīng)熱是否相同?____________原因是____________ ______________________________。
③寫(xiě)出甲醇催化脫氫轉(zhuǎn)化為甲醛的熱化學(xué)反應(yīng)方程式______________ _____________________。
(2)已知: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
下列說(shuō)法正確的是________。
A.CH3OH轉(zhuǎn)變成H2的過(guò)程一定要吸收能量 |
B.①反應(yīng)中,反應(yīng)物的總能量高于生成物的總能量 |
C.根據(jù)②推知反應(yīng):CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)的ΔH>-192.9 kJ·mol-1 |
D.反應(yīng)②的能量變化如圖所示 |
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
在25 ℃、101 kPa的條件下,斷裂1 mol H—H鍵吸收436 kJ能量,斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收243 kJ能量,形成1 mol H—Cl鍵放出431 kJ能量。H2+Cl2===2HCl的化學(xué)反應(yīng)可用下圖表示:
請(qǐng)回答下列有關(guān)問(wèn)題:
(1)反應(yīng)物斷鍵吸收的總能量為_(kāi)_______。
(2)生成物成鍵放出的總能量為_(kāi)_______。
(3)判斷H2+Cl2===2HCl是________(填“吸收”或“放出”)能量。
(4)反應(yīng)物的總能量________(填“>”,“=”或“<”)生成物的總能量。
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題
(1)甲醇可作為燃料電池的原料。以CH4和H2O為原料,通過(guò)下列反應(yīng)來(lái)制備甲醇。
Ⅰ:CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH="+206.0" kJ·mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH="-129.0" kJ·mol-1
CH4(g)與H2O(g)反應(yīng)生成CH3OH (g)和H2(g)的熱化學(xué)方程式為 。
(2)甲醇對(duì)水質(zhì)會(huì)造成一定的污染,有一種電化學(xué)法可消除這種污染,其原理是:通電后,將Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化劑把水中的甲醇氧化成CO2而凈化。實(shí)驗(yàn)室用如圖裝置實(shí)現(xiàn)上述過(guò)程:
①寫(xiě)出陽(yáng)極電極反應(yīng)式: 。
②寫(xiě)出除去甲醇的離子方程式: 。
(3)寫(xiě)出以NaHCO3溶液為介質(zhì)的Al—空氣原電池的負(fù)極反應(yīng)式: 。
(4)人工腎臟可采用間接電化學(xué)方法除去代謝產(chǎn)物中的尿素,原理如圖:
①電源的負(fù)極為 (填“A”或“B”)。
②陽(yáng)極室中發(fā)生的反應(yīng)依次為 。
③電解結(jié)束后,陰極室溶液的pH與電解前相比將 ;若兩極共收集到氣體13.44 L(標(biāo)準(zhǔn)狀況),則除去的尿素為 g (忽略氣體的溶解)。
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