CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1。該反應(yīng)可用于消除氮氧化物的污染。在130 ℃和180 ℃時,分別將0.50 mol CH4和a mol NO2充入1 L的密閉容器中發(fā)生反應(yīng),測得有關(guān)數(shù)據(jù)如下表:
實驗 編號 | 溫度 | 時間/min | 0 | 10 | 20 | 40 | 50 |
1 | 130 ℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.35 | 0.25 | 0.10 | 0.10 |
2 | 180 ℃ | n(CH4)/mol | 0.50 | 0.30 | 0.18 | | 0.15 |
(1)探究溫度對反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響
(2)是 溫度升高,反應(yīng)速率加快,高溫下比低溫下更快達(dá)到平衡狀態(tài),對比實驗1可確定40 min時反應(yīng)已經(jīng)達(dá)到平衡狀態(tài) 70%
(3) CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)
c0/mol·L-1: 0.50 a 0 0 0
Δc/mol·L-1: 0.40 0.80 0.40 0.40 0.80
c平/mol·L-1: 0.10 a-0.80 0.40 0.40 0.80
則:=6.4,解得a=1.2
答:a的值為1.2
(4)
(5)-1 160 kJ·mol-1
解析
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
已知甲和乙在溶液中的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示:。請回答下列問題:
(1)若甲是10電子的陽離子,乙是堿性氣體。1 mol乙通入足量強酸溶液中與H+反應(yīng),反應(yīng)過程中的能量變化如圖。寫出乙的一種用途________________。該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為___________________________。
(2)若甲是CO2,用CO2和NH3反應(yīng)可以合成尿素,合成尿素的反應(yīng)分為如下兩步。
第一步:2NH3(l)+CO2(g)H2NCOONH4(l)(氨基甲酸銨) ΔH1
第二步:H2NCOONH4(l)H2O(l)+H2NCONH2(l)(尿素) ΔH2
在一體積為0.5 L的密閉容器中投入4 mol氨和1 mol二氧化碳,實驗測得反應(yīng)中各組分的物質(zhì)的量隨時間的變化如圖Ⅰ所示。
①已知總反應(yīng)的快慢由慢的一步?jīng)Q定,則合成尿素總反應(yīng)的快慢由第________步反應(yīng)決定。
②反應(yīng)進(jìn)行到10 min時測得CO2的物質(zhì)的量如圖Ⅰ所示,則前10 min用CO2表示的第一步反應(yīng)的速率為________。
③第二步反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如圖Ⅱ所示,則ΔH2________0(填“>”、“<”或“=”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
高爐煉鐵是冶煉鐵的主要方法,發(fā)生的主要反應(yīng)為:Fe2O3(s)+3CO(g)??2Fe(s)+3CO2(g)
ΔH=a kJ·mol-1。
(1)已知:①Fe2O3(s)+3C(s,石墨)=2Fe(s)+3CO(g)
ΔH1=+489.0 kJ·mol-1;
②C(s,石墨)+CO2(g)=2CO(g) ΔH2=+172.5 kJ·mol-1。則a=________。
(2)冶煉鐵反應(yīng)的平衡常數(shù)表達(dá)式K=________,溫度升高后,K值________(填“增大”、“不變”或“減小”)。
(3)在T ℃時,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64,在2 L恒容密閉容器甲和乙中,分別按下表所示加入物質(zhì),反應(yīng)經(jīng)過一段時間后達(dá)到平衡。
| Fe2O3 | CO | Fe | CO2 |
甲/mol | 1.0 | 1.0 | 1.0 | 1.0 |
乙/mol | 1.0 | 2.0 | 1.0 | 1.0 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
為了提高資源利用率,減少環(huán)境污染,化工集團(tuán)將鈦廠、氯堿廠和甲醇廠組成產(chǎn)業(yè)鏈,如圖所示。
請?zhí)顚懴铝锌瞻祝?br />(1)鈦鐵礦進(jìn)入氯化爐前通常采取洗滌、粉碎、烘干、預(yù)熱等物理方法處理,請從原理上解釋粉碎的作用:_______________________________________;
已知氯化爐中反應(yīng)氯氣和焦炭的理論用料物質(zhì)的量比為7∶6,則氯化爐中的還原劑化學(xué)式是_________________________________________________。
(2)已知:①Mg(s)+Cl2(g)=MgCl2(s) ΔH=-641 kJ·mol-1
②2Mg(s)+TiCl4(s)=2MgCl2(s)+Ti(s) ΔH=-512 kJ·mol-1
則Ti(s)+2Cl2(g)=TiCl4(s) ΔH=________。
(3)Ar氣通入還原爐中并不參與反應(yīng),通入Ar氣的作用是_________________________________________________________________。
(4)以甲醇、空氣、氫氧化鉀溶液為原料,石墨為電極可構(gòu)成燃料電池。已知該燃料電池的總反應(yīng)式為2CH3OH+3O2+4OH-===2CO32—+6H2O,該電池中正極上的電極反應(yīng)式為____________________________________________。
工作一段時間后,測得溶液的pH________(填“減小”、“增大”或“不變”)。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
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);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
請回答:
(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)反應(yīng)方程式:_______________________________。
(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”;乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律做出如圖循環(huán)圖
并據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。
請分析:甲、乙兩同學(xué)觀點正確的是________(填“甲”或“乙”);判斷的理由是________________________________________________________。
(3)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點,請列舉其中的兩個優(yōu)點___________________________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
當(dāng)前環(huán)境問題是一個全球重視的問題,引起環(huán)境問題的氣體常見的有溫室氣體CO2、污染性氣體NOx、SOx等。如果對這些氣體加以利用就可以成為重要的能源,既解決了對環(huán)境的污染,又解決了部分能源危機問題。
(1)二氧化碳是地球溫室效應(yīng)的罪魁禍?zhǔn),目前人們處理二氧化碳的方法之一是使其與氫氣反應(yīng)合成甲醇,甲醇是汽車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
請寫出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-1 ①
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ΔH=+67.7 kJ·mol-1②
則CH4還原NO2生成水蒸氣和氮氣的熱化學(xué)方程式是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
實施以減少能源浪費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,依靠理論知識做基礎(chǔ)。試運用所學(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)反應(yīng)為:_____________________________
(2)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應(yīng)如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g);ΔH=-90.8 kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-23.5 kJ/mol
③CO(g)+ H2O(g)CO2(g)+H2(g);ΔH=-41.3 kJ/mol
總反應(yīng):3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH="__________" ,
二甲醚(CH3OCH3)直接作燃料電池具有啟動快,效率高等優(yōu)點,若電解質(zhì)為酸性,該電池的負(fù)極反應(yīng)為_____________________________。
(3)煤化工通常通過研究不同溫度下平衡常數(shù)以解決各種實際問題。已知等體積的一氧化碳和水蒸氣進(jìn)入反應(yīng)器時,會發(fā)生如下反應(yīng):CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g),該反應(yīng)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表所示:
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) 來源: 題型:填空題
資源化利用二氧化碳不僅可減少溫室氣體的排放,還可重新獲得燃料或重要工業(yè)產(chǎn)品。
(1)有科學(xué)家提出可利用FeO吸收和利用CO2,相關(guān)熱化學(xué)方程式如下:6FeO(s)+CO2(g)=2Fe3O4(s)+C(s) △H="-76.0" kJ·mol一1
①上述反應(yīng)中每生成1 mol Fe3O4,轉(zhuǎn)移電子的物質(zhì)的量為_______mol。
②已知:C(s)+2H2O(g)=CO2(g)+2H2(g) △H="+113.4" kJ·mol一1,則反應(yīng):3FeO(s)+ H2O(g)= Fe3O4(s)+ H2(g)的△H=__________。
(2)在一定條件下,二氧化碳轉(zhuǎn)化為甲烷的反應(yīng)如下:CO2(g)+4 H2 (g) C H4 (g)+2 H2O(g),向一容積為2 L的恒容密閉容器中充人一定量的CO2和H2,在300℃時發(fā)生上述反應(yīng),達(dá)到平衡時各物質(zhì)的濃度分別為CO2 0.2 mol·L一1,H2 0.8 mol·L一1,CH40.8 mol·L一1,H2O1.6 mol·L一1。則CO2的平衡轉(zhuǎn)化率為________。300 ℃時上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=____________________。200℃時該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=64.8,則該反應(yīng)的△H_____(填“>’’或“<”)O。
(3)華盛頓大學(xué)的研究人員研究出一種方法,可實現(xiàn)水泥生產(chǎn)時CO2零排放,其基本原理如
圖所示:
①上述生產(chǎn)過程的能量轉(zhuǎn)化方式是____________________。
②上述電解反應(yīng)在溫度小于900℃時進(jìn)行,碳酸鈣先分解為CaO和CO2,電解質(zhì)為熔融碳酸鈉,則陽極的電極反應(yīng)式為___________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
2013年12月2日,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭將“嫦娥三號”探月衛(wèi)星成功送入太空,進(jìn)一步向廣寒宮探索!伴L征三號甲”是三級液體助推火箭,一、二級為常規(guī)燃料,常規(guī)燃料通常指以肼(N2H4)為燃料,以二氧化氮做氧化劑。
Ⅰ.常規(guī)燃料通常指以肼(N2H4)為燃料,以二氧化氮做氧化劑。但有人認(rèn)為若用氟氣代替二氧化氮作氧化劑,反應(yīng)釋放的能量更大(兩者反應(yīng)生成氮氣和氟化氫氣體)。
已知:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H = -543kJ·mol-1
H2(g)+ F2(g) = HF(g) △H = -269kJ·mol-1
H2(g)+ O2(g) = H2O(g) △H = -242kJ·mol-1
請寫出肼和氟氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化劑二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密閉容器內(nèi),800 ℃時反應(yīng):
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH 的體系中,n(NO)隨時間的變化如表:
時間(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.200 | 0.100 | 0.080 | 0.050 | 0.050 | 0.050 |
n(O2)(mol) | 0.100 | 0.050 | 0.040 | 0.025 | 0.025 | 0.025 |
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