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 。
(1)-285.8(2)CO(g)+ H2O(g)= CO2(g) + H2(g) ΔH =-41.2 kJ·moL-1(化學(xué)式錯(cuò)誤、配平錯(cuò)誤、△H(含單位)沒寫或?qū)戝e(cuò)、物質(zhì)的聚集狀態(tài)沒寫或?qū)戝e(cuò)的均不給分,下同)(3)H2-2e?+2OH- =2H2O
解析試題分析:(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6KJ?moL-1;②H2O (g)=H2O(l)△H=-44.0KJ?moL-1;根據(jù)蓋斯定律,①×1/2+②得H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=1/2×(-483.6KJ?moL-1)+(-44.0KJ?moL-1)=-285.8KJ?moL-1;(2)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ?moL-1;②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6KJ?moL-1根據(jù)蓋斯定律,①-②得2CO(g)+2H2O(g)=2H2(g)+2CO2(g)△H=-566kJ?moL-1-(-483.6KJ?moL-1)=-82.4KJ?moL-1;CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)△H=-41.2KJ?moL-1;原電池負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng),氫氣在負(fù)極放電,在堿性條件下,氫氣放電生成水,負(fù)極電極反應(yīng)式為H2-2e-+2OH-═2H2O。
考點(diǎn):用蓋斯定律進(jìn)行有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
國家擬于“十二五”期間將SO2的排放量減少8%,研究SO2綜合利用意義重大。
(1)已知25℃時(shí):SO2(g)+2CO(g)=2CO2(g)+Sx(s) △H=akJ/mol
2COS(g)+SO2(g)=2CO2(g)+Sx(s) △H=bkJ/mol。
則CO與Sx生成COS反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是________________________。
(2)有人設(shè)想按如圖所示裝置用廢氣中的SO2生產(chǎn)硫酸。
寫出SO2電極的電極反應(yīng)式__________________________。
(3)提高反應(yīng)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) △H<0中SO2的轉(zhuǎn)化率是控制SO2排放的關(guān)鍵措施之一。某課外活動小組進(jìn)行了如下探究:
①T1溫度時(shí),在2L的密閉容器中加入4.0molSO2和2.0molO2,5 min后反應(yīng)達(dá)到平衡,二氧化硫的轉(zhuǎn)化率為50%,前5 min內(nèi)SO2的平均反應(yīng)速率為___________。
②在①中的反應(yīng)達(dá)到平衡后,改變下列條件,能使SO2的轉(zhuǎn)化率及SO3的平衡濃度都比原來增大的是
_________(填序號)。
a.溫度和容器體積不變,充入1.0molHe (g)
b.溫度和容器體積不變,充入2molSO2和lmolO2
c.溫度和容器體積不變,充入1.0molSO2
d.在其他條件不變時(shí),減小容器的容積
③在其他條件不變的情況下,探究起始時(shí)氧氣物質(zhì)的量對2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示。(圖中T表示溫度,n表示物質(zhì)的量):在a、b、c三點(diǎn)所處的平衡狀態(tài)中,SO2的轉(zhuǎn)化率最高的是____,溫度T1______T2(填“>”“<”或“=”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)原理知識研究如何利用CO、SO2等污染物有重要意義。
(1)用CO可以合成甲醇。已知:
CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.5 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
則CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH=________kJ·mol-1
(2)下列措施中能夠增大上述合成甲醇反應(yīng)的反應(yīng)速率的是________(填寫序號).
a.使用高效催化劑 b.降低反應(yīng)溫度
c.增大體系壓強(qiáng) d.不斷將CH3OH從反應(yīng)混合物中分離出來
(3)在一定壓強(qiáng)下,容積為V L的容器中充入a mol CO與2a mol H2,在催化劑作用下反應(yīng)生成甲醇,平衡轉(zhuǎn)化率與溫度、壓強(qiáng)的關(guān)系如右圖所示。
①p1________p2(填“大于”、“小于”或“等于”);
②100 ℃時(shí),該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)K=________(mol·L-1)-2;
③在其它條件不變的情況下,再增加a mol CO和2a molH2,達(dá)到新平衡時(shí),CO的轉(zhuǎn)化率________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
(4)某科研小組用SO2為原料制取硫酸。
①利用原電池原理,用SO2、O2和H2O來制備硫酸,該電池用多孔材料作電極,它能吸附氣體,同時(shí)也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。請寫出該電池的負(fù)極的電極反應(yīng)式________________。
②用Na2SO3溶液充分吸收SO2得NaHSO3溶液,然后電解該溶液可制得硫酸。電解原理示意圖如下圖所示。請寫出開始時(shí)陽極反應(yīng)的電極反應(yīng)式________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
硫酸鹽主要來自地層礦物質(zhì),多以硫酸鈣、硫酸鎂的形態(tài)存在。
(1)已知:①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g) ; ΔH1=" +1011.0" kJ · mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ; ΔH2=-393.5 kJ · mol-1
③2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ;ΔH3=-221.0 kJ · mol-1
則反應(yīng)④Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g);ΔH4= kJ · mol-1,該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是 ;工業(yè)上制備Na2S不用反應(yīng)①,而用反應(yīng)④的理由是 。
(2)已知不同溫度下2SO2+O22SO3的平衡常數(shù)見下表。
溫度(℃) | 527 | 758 | 927 |
平衡常數(shù) | 784 | 1.0 | 0.04 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)在298K時(shí),1mol C2H6 在氧氣中完全燃燒生成CO2和液態(tài)水,放出熱量1558.3kJ。寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式 。
(2)利用該反應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)燃料電池:用KOH溶液作電解質(zhì)溶液,多孔石墨作電極,在電極上分別通入乙烷和氧氣。通入乙烷氣體的電極應(yīng)為 極(填“正”或“負(fù)”),該電極上發(fā)生的電極反應(yīng)式為 。
(3)在右圖所示實(shí)驗(yàn)裝置中,石墨棒上的電極反應(yīng)式為 。如果起始時(shí)盛有1L pH=5的CuSO4溶液(25℃,CuSO4足量),一段時(shí)間后溶液的pH變?yōu)?,此時(shí)可觀察到的現(xiàn)象是 。若要使溶液恢復(fù)到起始濃度(溫度不變,忽略溶液體積的變化),可向溶液中加入 (填物質(zhì)名稱),其質(zhì)量約為 。
(4)將普通碳鋼釘放入“84消毒液”(NaClO溶液)中浸泡一段時(shí)間。預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是 。
(5)為了進(jìn)一步探究碳鋼釘在該消毒液(NaClO)中的腐蝕原理,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置,寫出碳(C)極上發(fā)生的電極反應(yīng)式 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)請?jiān)谙聢D所示分子的結(jié)構(gòu)簡式中用“*”標(biāo)記出手性碳原子。若用該有機(jī)物進(jìn)行核磁共振實(shí)驗(yàn),所得核磁共振氫譜有________個(gè)峰,強(qiáng)度比為________。
(2)已知某硼烷相對分子質(zhì)量為28,核磁共振氫譜有兩個(gè)峰且強(qiáng)度比為1∶2,則該硼烷的分子式是________,已知該硼烷氣體在空氣中能劇烈燃燒生成三氧化二硼和水,且生成1 mol液態(tài)水可放出722 kJ的熱量,請寫出燃燒的熱化學(xué)方程式:____________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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。化工行業(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(shí),N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H<0 的K="0.5," 則400℃時(shí),在0.5L的反應(yīng)容器中進(jìn)行合成氨反應(yīng),一段時(shí)間后,測得N2、H2、NH3的物質(zhì)的量分別為2mol、1mol、2mol,則此時(shí)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(shí)使平衡時(shí)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 | … |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
我國是個(gè)鋼鐵大國,鋼鐵產(chǎn)量為世界第一,高爐煉鐵是最為普遍的煉鐵方法.
I. 已知:2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g),ΔH=-566 kJ·mol-1
2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s),ΔH=-825.5 kJ·mol-1
反應(yīng):Fe2O3(s)+ 3CO(g) 2Fe(s)+ 3CO2(g),ΔH=______ kJ·mol-1.
Ⅱ. 反應(yīng)Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g)在1000℃的平衡常數(shù)等于4.在一個(gè)容積為10L的密閉容器中,1000℃時(shí)加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反應(yīng)經(jīng)過l0min后達(dá)到平衡.
(1)CO的平衡轉(zhuǎn)化率=____________.
(2)欲提高CO的平衡轉(zhuǎn)化率,促進(jìn)Fe2O3的轉(zhuǎn)化,可采取的措施是________.
a.提高反應(yīng)溫度
b.增大反應(yīng)體系的壓強(qiáng)
c.選取合適的催化劑
d.及時(shí)吸收或移出部分CO2
e.粉碎礦石,使其與平衡混合氣體充分接觸
Ⅲ.高爐煉鐵產(chǎn)生的廢氣中的CO可進(jìn)行回收,使其在一定條件下和H2反應(yīng)制備甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g).請根據(jù)圖示回答下列問題:
(1)從反應(yīng)開始到平衡,用H2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(H2)=________.
(2)若在溫度和容器相同的三個(gè)密閉容器中,按不同方式投入反應(yīng)物,測得反應(yīng)達(dá)到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
容器 | 反應(yīng)物投入的量 | 反應(yīng)物的 轉(zhuǎn)化率 | CH3OH的濃度 | 能量變化 (Q1、Q2、Q3均大于0) |
甲 | 1mol CO和2mol H2 | α1 | c1 | 放出Q1kJ熱量 |
乙 | 1mol CH3OH | α2 | c2 | 吸收Q2kJ熱量 |
丙 | 2mol CO和4mol H2 | α3 | c3 | 放出Q3kJ熱量 |
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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。
(l)汽車尾氣凈化的主要原理為:。在密閉容器中發(fā)生該反應(yīng)時(shí),c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時(shí)間(t)的變化曲線,如圖所示。據(jù)此判斷:
①該反應(yīng)的ΔH______0(選填“>”、“<”)。
②該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式為____________________
③在T2溫度下,0 ~ 2s內(nèi)的平均反應(yīng)速率v(N2)_______。
④當(dāng)固體催化劑的質(zhì)量一定時(shí),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。
⑤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(shí)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。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:
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的熱化學(xué)方程式______
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