化學(xué)反應(yīng)中一定伴隨著能量的變化,化學(xué)能在實(shí)際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用將越來越廣泛。
(1)利用氫氣可以制取工業(yè)原料乙酸。已知:
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) △H1 = -870.3kJ/mo1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H 2= -393.5kJ/mo1
③H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(l) △H 3= -285.8kJ/mo1
試?yán)蒙鲜鲂畔⒂?jì)算下述反應(yīng)的反應(yīng)熱:
2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) △H= 。
(2)科學(xué)家可用焓變和熵變來判斷化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的方向,下列都是能自發(fā)進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng),其中是吸熱反應(yīng)且反應(yīng)后熵增的為 (填字母)。
A.2Na+2H2O=2NaOH+H2↑ | B.3Fe+2O2=Fe3O4 |
C.(NH4)2CO3=NH4HCO3+NH3↑ | D.NaOH+HCl=NaCl+H2O |
(1)-488.3kJ/mo1(2分)
(2)C(2分)
(3)①環(huán)形玻璃攪拌棒(2分) ②為了達(dá)到保溫隔熱,減少熱量損失(2分) ③Q2>Q3>Ql(2分)
解析試題分析:⑴2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l) 可由②+③×2-①得到,△H=△H2+2△H3―△H1= -393.5kJ/mo1―285.8kJ/mo1×2+870.3kJ/mo1=-488.3kJ/mo1,答案:-488.3kJ/mo1;⑵A、是放熱反應(yīng)且反應(yīng)后熵增;B、是放熱反應(yīng)且反應(yīng)后熵減;C、是吸熱反應(yīng)且反應(yīng)后熵增;D是放熱反應(yīng)且反應(yīng)后熵增,故選C。⑶①該裝置還缺少的儀器是環(huán)形玻璃攪拌棒, 使反應(yīng)更完全。② 兩燒杯間填滿碎泡沫塑料的作用是為了達(dá)到保溫隔熱,減少熱量損失,提高測量的準(zhǔn)確性。答案: ①環(huán)形玻璃攪拌棒;②為了達(dá)到保溫隔熱,減少熱量損失;⑶醋酸是弱酸,電離吸熱較多,濃硫酸稀釋放熱,所以入出的熱量Q2> Q3> Ql,答案:Q2> Q3> Ql。
考點(diǎn):化學(xué)反應(yīng)熱及測量
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
CO2和CO是工業(yè)排放的對環(huán)境產(chǎn)生影響的廢氣。
(1)以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應(yīng)如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
則a為 。
(2)科學(xué)家們提出用工業(yè)廢氣中的CO2制取甲醇:CO2+3H2CH3OH+H2O。制得的CH3OH可用作燃料電池的燃料。
①在KOH介質(zhì)中,負(fù)極的電極反應(yīng)式為_________________________________。
②作介質(zhì)的KOH可以用電解K2SO4溶液的方法制得。則KOH在_______出口得到,陽極的電極反應(yīng)式是:_____________________________________。
(3)利用CO與H2反應(yīng)可合成CH3OCH3。
已知:3H2(g) + 3CO(g) CH3OCH3(g) + CO2(g),ΔH=-247kJ/mol
在一定條件下的密閉容器中,該反應(yīng)達(dá)到平衡,要提高CO的轉(zhuǎn)化率,可以采取的措施是 .
A.低溫高壓; | B.加入催化劑; | C.體積不變充入氦氣; | D.增加CO的濃度;E.分離出二甲醚 |
物質(zhì) | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
濃度/(mol·L-1) | 0.01 | 0.2 | 0.2 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
乙醇是重要的化工原料和液體燃料,可以在一定條件下利用CO2與H2反應(yīng)制得:
請回答:
(1)該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為 。
(2)當(dāng)溫度T1>T2時(shí),化學(xué)平衡常數(shù)K1 K2(填“>”、“<”或“=”)。
(3)在恒溫、恒容的密閉容器中,下列描述能說明上述反應(yīng)已達(dá)化學(xué)平衡狀態(tài)的是 (填字母序號)。
a.生成1molCH3CH2OH的同時(shí)生成3 mol H2O
b.容器中各組分濃度不隨時(shí)間而變化
c.容器中混合氣體的密度不隨時(shí)間而變化
d.容器中氣體的分子總數(shù)不隨時(shí)間而變化
(4)在工業(yè)生產(chǎn)中,可使H2的轉(zhuǎn)化率和化學(xué)反應(yīng)速率同時(shí)提高的措施有 (寫出一條合理措施即可)。
(5)工業(yè)上,常以乙醇為原料生產(chǎn)乙醛。根據(jù)下圖所示信息,該反應(yīng)是 反應(yīng)(填“放熱”或“吸熱”),判斷依據(jù)是__________________。
(6)乙醇可以作為燃料電池的燃料。某乙醇燃料電池以乙醇為燃料,使用酸性電解質(zhì),該電池負(fù)極反應(yīng)的電極反應(yīng)式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮及其化合物與人類各方面有著密切的聯(lián)系。Ⅰ現(xiàn)有一支15mL的試管,充滿NO倒置于水槽中,向試管中緩緩?fù)ㄈ胍欢垦鯕,?dāng)試管內(nèi)液面穩(wěn)定時(shí),剩余氣體3mL。則通入氧氣的體積可能為 mL。
Ⅱ目前,消除氮氧化物污染有多種方法。
(1)用CH4催化還原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-574kJ/mol"
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-1160kJ/mol"
③H2O(g)= H2O(l) △H=-44kJ/mol
寫出CH4(g)與NO2(g)反應(yīng)生成N2(g) 、CO2(g)和H2O(l)的熱化學(xué)方程式 。
(2)用活性炭還原法處理氮氧化物,有關(guān)反應(yīng)為:
某研究小組向恒容密閉容器加入一定量的活性炭和NO,恒溫(T0C)條件下反應(yīng),反應(yīng)進(jìn)行到不同時(shí)間測得各物質(zhì)的濃度如下:
①不能作為判斷反應(yīng)達(dá)到化學(xué)平衡狀態(tài)的依據(jù)是_______ ;(選填字母代號)
A.容器內(nèi)CO2的濃度保持不變
B.v正(N2)="2" v正(NO)
C.容器內(nèi)壓強(qiáng)保持不變
D.混合氣體的密度保持不變
E.混合氣體的平均相對分子質(zhì)量保持不變
②前20分鐘,平均反應(yīng)速率v(NO)= 。v(NO)=(0.1- 0.04)/ 20 = 0.003mol·L-1· min-1
③在T0C時(shí),該反應(yīng)的平衡常數(shù)為_______(保留兩位小數(shù));
④在30 min,改變某一條件反應(yīng)重新達(dá)到平衡,則改變的條件是_______ 。
(3)科學(xué)家正在研究利用催化技術(shù)將超音速飛機(jī)尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,其反應(yīng)為:
研究表明:在使用等質(zhì)量催化劑時(shí),增大催化劑的比表面積可提高化學(xué)反應(yīng)速率。為了分別驗(yàn)證溫度、催化劑的比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,某同學(xué)設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn),部分實(shí)驗(yàn)條件已經(jīng)填在下表中。
實(shí)驗(yàn)編號 | T(0C) | NO初始濃度 (mol/L) | CO初始濃度 (mol/L) | 催化劑的比 表面積(m2/g) |
Ⅰ | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
Ⅱ | a | b | c | 124 |
Ⅲ | 350 | d | e | 124 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol。
請回答下列問題:
(1)圖中A、C分別表示__________、______________,E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響?______________。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會(huì)使圖中B點(diǎn)升高還是降低?____________;
(2)圖中ΔH=__________kJ/mol;
(3)如果反應(yīng)速率v(SO2)為0.05 mol/(L·min),則v(O2)=________mol/(L·min)
(4)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ/mol,計(jì)算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH=_ _。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
甲醇是一種優(yōu)質(zhì)燃料,可制作燃料電池。
(1)為探究用CO2生產(chǎn)燃料甲醇的反應(yīng)原理,現(xiàn)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):在體積為1L的密閉容器中,充入1molCO2和3molH2,一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol
測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時(shí)間變化如右圖。請回答:
①從反應(yīng)開始到平衡,氫氣的反應(yīng)速率:v(H2)= 。
②能夠說明該反應(yīng)已達(dá)到平衡的是_________。
A.恒溫、恒容時(shí),容器內(nèi)的壓強(qiáng)不再變化
B.恒溫、恒容時(shí),容器內(nèi)混合氣體的密度不再變化
C.一定條件下,CO、H2和CH3OH的濃度保持不變
D.一定條件下,單位時(shí)間內(nèi)消耗3molH2的同時(shí)生成1molCH3OH
③下列措施中能使平衡混合物中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。
A.加入催化劑 B.充入He(g),使體系壓強(qiáng)增大
C.將H2O(g)從體系中分離 D.降低溫度
④求此溫度(T1)下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K1= (計(jì)算結(jié)果保留三位有效數(shù)字)。
⑤另在溫度(T2)條件下測得平衡常數(shù)K2,已知T2>T1,則K2 (填“>”、“=”或“<”)K1。
(2)以CH3OH為燃料(以KOH溶液作電解質(zhì)溶液)可制成CH3OH燃料電池(電池總反應(yīng)式:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O),則充入CH3OH的電極為 極,充入O2的電極反應(yīng)式 。
(3)已知在常溫常壓下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2
則1mol甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和氣態(tài)水時(shí)反應(yīng)的△H= 。(用含△H1、△H2的式子表示)
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
Ⅰ.甲醇是一種新型的能源。
(1)合成氣(組成為H2和CO)是生產(chǎn)甲醇的重要原料,請寫出由焦炭和水在高溫下制取合成氣的化學(xué)方程式 。
(2)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱△H分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1,則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為 ;
(3)在容積為l L的密閉容器中,由CO和H2合成甲醇。在其他條件不變的情況下,考查溫度對反應(yīng)的影響,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下圖所示(注:T1、T2均大于300℃);
下列說法正確的是 (填序號)
A.溫度為T1時(shí),從反應(yīng)開始到平衡,生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)=(mol·L-1·min-1) |
B.該反應(yīng)在T1時(shí)的平衡常數(shù)比T2時(shí)的大 |
C.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) |
D.處于A點(diǎn)的反應(yīng)體系從T1變到T2,達(dá)到平衡時(shí)減小 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1;卮鹩嘘P(guān)中和反應(yīng)的問題。
(1)用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液與足量稀硝酸反應(yīng),能放出________kJ熱量。
(2)如圖裝置中儀器A的名稱是 ,碎泡沫塑料的作用是 。
(3)若通過實(shí)驗(yàn)測定中和熱的ΔH,其結(jié)果常常大于-57.3 kJ·mol-1,其原因可能是
。
(4)用相同濃度和體積的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn),測得的中和熱的數(shù)值會(huì) (填“偏大”、“偏小”、“無影響”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮的化合物合成、應(yīng)用及氮的固定一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)。
(1)以CO2與NH3為原料合成化肥尿素的主要反應(yīng)如下:
①2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s);ΔH=-159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4(s)=CO (NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=a kJ·mol-1
③2NH3(g)+CO2(g)=CO(NH2)2(s)+H2O(g);ΔH=-86.98 kJ·mol-1
則a為 。
(2)反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中進(jìn)行。下圖中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三條曲線為合成塔中按不同氨碳比 [n(NH3)/n(CO2)]和水碳比[n(H2O)/n(CO2)]投料時(shí)二氧化碳轉(zhuǎn)化率的情況。
①曲線Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的數(shù)值分別為:
A. 0.6~0.7 B. 1~1.1 C. 1.5~1.61
生產(chǎn)中應(yīng)選用水碳比的數(shù)值為 (選填序號)。
②生產(chǎn)中氨碳比宜控制在4.0左右,而不是4.5的原因可能是 。
(3)尿素可用于濕法煙氣脫氮工藝,其反應(yīng)原理為:
NO+NO2+H2O=2HNO2 2HNO2+CO(NH2)2=2N2↑+CO2↑+3H2O。
①當(dāng)煙氣中NO、NO2按上述反應(yīng)中系數(shù)比時(shí)脫氮效果最佳。若煙氣中V(NO)∶V(NO2)=5∶1時(shí),可通入一定量的空氣,同溫同壓下,V(空氣)∶V(NO)= (空氣中氧氣的體積含量大約為20%)。
②下圖是尿素含量對脫氮效率的影響,從經(jīng)濟(jì)因素上考慮,一般選擇尿素濃度約為 %。
(4)下圖表示使用新型電極材料,以N2、H2為電極反應(yīng)物,以HCl-NH4Cl為電解質(zhì)溶液制造出既能提供能量,同時(shí)又能實(shí)現(xiàn)氮固定的新型燃料電池。請寫出該電池的正極反應(yīng)式 。生產(chǎn)中可分離出的物質(zhì)A的化學(xué)式為 。
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