组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应的热效应 > 反应热 > 能量的相互转化 > 吸热反应和放热反应
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:463 题号:11018591
某温度时,在2L的密闭容器中,X、Y、Z(均为气体)三种物质的量随时间的变化曲线如图所示:

(1)由图中所给数据进行分析,该反应的化学方程式为_________
(2)若上述反应中X、Y、Z分别为H2、N2、NH3,某温度下,在容积恒定为2.0L的密闭容器中充入2.0molN2和2.0mol H2,一段时间后反应达平衡状态,实验数据如表所示:
t/s050150250350
n(NH3)00.360.480.500.50
0~50s内的平均反应速率v(N2)=__________
(3)已知:键能指在标准状况下,将lmol气态分子AB(g)解离为气态原子A(g)、B(g)所需的能量,用符号E表示,单位为kJ/mol。H-H的键能为436kJ/mol,N-H的键能为391kJ/mol,生成lmol NH3过程中放出46kJ的热量。则N≡N的键能为_________kJ/mol。
(4)CO与H2反应可制备CH3OH,由CH3OH和O2构成的质子交换膜燃料电池的结构示意图如下。

电池总反应为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O,则c电极是________(填“正极”或“负极”),c电极的电极反应式为___________。若外电路中转移2 mol电子,则上述燃料电池所消耗的O2在标准状况下的体积为______ L。
(5)下列反应中,属于吸热反应的是 __________(填序号)
①物质燃烧       ②炸药爆炸       ③酸碱中和反应       ④二氧化碳通过炽热的碳       ⑤食物因氧化而腐败       ⑥Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl反应       ⑦铁粉与稀盐酸反应

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解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐1】在能源绿色低碳转型行动中,天然气发挥着重要作用。管道天然气实行“应改尽改、能改全改”,预计到2025年,管道天然气普及率达到95%以上。
(1)天然气的主要成分是_______(写电子式),该分子的空间构型是_______
(2)将液化石油气(主要成分为C3H8)灶改用天然气为燃料,若进气口保持不变,则需要_______(填“调小”或“调大”)风门。
(3)CH4在光照条件下与Cl2反应,可得到各种氯代甲烷。某小组同学查阅文献可知,CH4与Cl2反应的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团,如·Cl、·CH3)反应,包括以下几步:
I.
Ⅱ.链传递:,……
Ⅲ.链终止:……
为探究光照对反应的影响,实验如下。
编号操作结果
A将Cl2与CH4混合后,光照得到氯代甲烷
B将Cl2先用光照,然后迅速在黑暗中与CH4混合得到氯代甲烷
C将Cl2先用光照,然后在黑暗中放置一段时间,再与CH4混合几乎无氯代甲烷
D将CH4先用光照,然后迅速在黑暗中与Cl2混合几乎无氯代甲烷
①由B和D得出的结论是_______
②根据上述机理,解释C中几乎没有氯代甲烷的原因_______
③早期的有机化合物结构理论认为,有机化合物的分子结构都是平面形的,按照这种理论丙烷_______(填“有”或“没有”)同分异构体。
(4)丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如下。

推知断裂中1molC—H比断裂—CH2—中1molC—H所需能量_______(填“大”或“小”)。
2023-12-04更新 | 93次组卷
解答题-实验探究题 | 适中 (0.65)
名校
【推荐2】水合肼(N2H4•H2O)是一种常见的含氮化合物,具有极强的还原性,较弱的碱性(电离时与氨水类似),受热时易挥发等性质,对肝、肾、血液等系统产生毒副作用。生活中可用于合成发泡剂、除草剂等。
(1)用化学用语(电离方程式)表示水合肼具有弱碱性的原理是:______
(2)制备水合肼
i.制备水合肼的装置如图所示,仪器a中盛有尿素CO(NH2)2,仪器b中盛有NaClO和NaOH的碱性溶液,NaClO的电子式为______,水合肼具有极强的还原性,实验时先打开仪器a的活塞将其中的液体加入仪器c中,然后再打开b的活塞,缓慢滴加另一种液体,目的是______
ii:仪器c中发生反应的离子方程式为______
iii:仪器d中盛有过量的______(填“硫酸”或“氢氧化钠”溶液),其目的是______
   
(3)提取副产物氯化钠和碳酸钠的溶解度随温度变化曲线如图所示,将仪器c中的液体蒸馏得到水合肼后,从剩余物质中先获得NaCl后,再获得副产物碳酸钠的主要操作为蒸发浓缩、______、过滤、洗涤、干燥。
   
水合碳酸钠和硝酸铵是常见的一种冷敷袋里的主要物质,请写出十水合碳酸钠(Na2CO3•10H2O)与硝酸铵在一定条件下反应(反应过程中会产生两种气体)的化学方程式______,该反应中生成物的总能量______反应物的总能量(填“高于”或“低于”)。
2023-05-22更新 | 149次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】CH4-CO2重整反应[CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=+247kJ/mol]在大力推进生态文明建设、“碳达峰”、“碳中和”的时代背景下,受到更为广泛的关注。
I.该反应以两种温室气体为原料,可以生成合成气。如何减少反应过程中的催化剂积炭,是研究的热点之一、某条件下,发生主反应的同时,还发生了积炭反应:
CO歧化:2CO(g)=CO2(g)+C(s) △H=-172kJ/mol
CH4裂解:CH4(g)=C(s)+2H2(g) △H=+75kJ/mol
(1)对积炭反应进行计算,得到以下温度和压强对积炭反应中平衡炭量的影响图,其中表示温度和压强对CH4裂解反应中平衡炭量影响的是(选填序号)___________,理由是___________

(2)实验表明,在重整反应中,低温、高压时会有显著积炭产生,由此可推断,对于该重整反应而言,其积炭主要由___________反应产生。
综合以上分析,为抑制积炭产生,应选用高温、低压条件。
II.该重整反应也可用于太阳能、核能、高温废热等的储存,储能研究是另一研究热点。
(3)该反应可以储能的原因是___________
某条件下,除发生主反应外,主要副反应为CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol。研究者研究反应物气体流量、CH4/CO2物质的量比对CH4转化率(XCH4)、储能效率的影响,部分数据如下所示。
【资料】储能效率:热能转化为化学能的效率,用ηchem表示。ηchem=Qchem/Q。其中,Qchem是通过化学反应吸收的热量,Q是设备的加热功率。
序号加热温度/℃反应物气体流量/L·min-1CH4/CO2XCH4/%ηchem/%
80042:279.652.2
80063:364.261.9
80062:481.141.6
(4)气体流量越大,CH4转化率越低,原因是:随着流量的提高,反应物预热吸热量增多,体系温度明显降低,___________
(5)对比实验___________(填序号),可得出结论:CH4/CO2越低,CH4转化率越高。
(6)对比②、③发现,混合气中CO2占比越低,储能效率越高,原因可能是___________(该条件下设备的加热功率视为不变)。
2021-05-10更新 | 351次组卷
共计 平均难度:一般