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题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:628 题号:11619061
CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式分别为
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=-890.3kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-571.6kJ•mol-1
③C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5kJ•mol-1
(1)在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠甲烷与O2在酶的催化作用下产生的能量存活,在甲烷细菌使1mol甲烷转化为CO2气体与液态水的过程中,放出的能量___(填“>”“<”或“=”)890.3kJ。
(2)甲烷与CO2可用于生产合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),1gCH4完全反应可释放15.46kJ的热量。则:
①如图能表示该反应过程的能量变化的是____(填序号)。
A. B. C. D.
②若将物质的量均为1mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中,体系放出的热量随着时间的变化曲线如图所示,则CH4的转化率为___

(3)C(s)与H2(g)很难发生反应,所以C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反应热H=____
(4)目前对题干所述的三种物质的研究是燃料研究的重点,下列关于这三种物质的研究方向中可行的是____(填序号)。
A.寻找优质催化剂,使CO2与H2O反应生成CH4与O2,并放出热量
B.寻找优质催化剂,在常温常压下使CO2分解生成碳与O2
C.寻找优质催化剂,利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4反应生产合成气(CO、H2)
D.用固态碳合成C60,以C60作为燃料

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【推荐1】CH3OH是一种清洁能源和重要化工原料。
(1)CH3OH(l)的燃烧热为727kJ∙mol-l。表示甲醇燃烧热的热化学方程式为___________
(2)甲醇脱氢法制备甲醛,已知几个热化学方程式如下:
①CH3OH(l) =HCHO(g)+H2(g)   ΔH1
②CH3OH(g)=CO(g)+2H2(g)   ΔH2
③CH3OH(l)=CO(g)+2H2(g)   ΔH3
④CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g)   ΔH=___________(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示)。
(3)在恒温恒容条件下,起始只投料甲醇发生反应CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g),达到平衡的标志有___________(填字母序号)。
A.保持不变
B.CH3OH的消耗速率等于HCHO的生成速率
C.容器内气体的总压强保持不变
D.容器内气体的密度保持不变
(4)在恒温恒容条件下,在容积相同的甲、乙两个密闭容器中按下列方式投料(a、c均大于零):
1molCH3OH(g)amoCH3OH(g),cmol HCHO(g),cmolH2(g)

已知甲容器达到平衡时气体总压强是起始压强的1.6倍,为了使乙容器中反应保持向逆向进行,达到平衡时与甲容器中同组分体积分数相等,则c的取值范围为___________
(5)向恒容密闭容器中充人一定量的CH3OH(g),发生反应CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g),反应过程中能量变化如图l所示。平衡时甲醇的体积分数与温度、压强的关系如图2所示。

①由图1知,该反应的活化能为_____
②相同温度下,增大压强,CH3OH体积分数增大的原因是___________
③温度T1T2T3由高到低的顺序为___________
④M点的压强为2.5MPa,则T2温度下,该反应的平衡常数Kp=___________MPa(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
2021-01-13更新 | 128次组卷
【推荐2】三氯氢硅(SiHCl3)是制备硅烷、多晶硅的重要原料,回答下列问题:
(1)SiHCl3在催化剂作用下发生反应:
2SiHCl3(g) = SiH2Cl2(g) + SiCl4(g) H1 = +48kJ/mol
4SiHCl3(g) = SiH4(g) + 3SiCl4(g) H3 = +114kJ/mol
则反应3SiH2Cl2(g) = SiH4(g) + 2SiHCl3(g)的H=______________kJ/mol。
(2)对于反应2SiHCl3(g) = SiH2Cl2(g) + SiCl4(g),采用合适的催化剂,在323 K和343 K时SiHCl3的转化率随时间变化的结果如图所示。
   
①比较a、b处反应速率大小:υa_____υb(填“>”、“<”、“=”)
②在343 K下:要缩短反应达到平衡的时间,可采取的措施有____
A、增大反应物浓度                  
B、增大压强
C、及时将产物从体系分离        
D、使用更高效的催化剂
③某温度(T K)下,该反应可使SiHCl3的平衡转化率达到30%,则该温度下的平衡常数KT K___K343 K(填“>”、“<”、“=”),已知反应速率υ=υ=kx2(SiHCl3)-kx(SiH2Cl2)x(SiCl4),k正、k逆分别为正、逆向反应速率常数,x为物质的量分数,计算在该温度下当转化率为20%的时刻,υ=________(保留1位小数)。
2019-10-23更新 | 89次组卷
解答题-原理综合题 | 适中 (0.65)
【推荐3】乙烯是合成食品外包装材料聚乙烯的单体,可以由丁烷裂解制备。
主反应:C4H10(g,正丁烷)C2H4(g)+C2H6(g)   ΔH1
副反应:C4H10(g,正丁烷)CH4(g)+C3H6(g)     ΔH2
回答下列问题:
(1)化学上,将稳定单质的能量定为0,生成稳定化合物时的释放或吸收能量叫生成热,生成热可表示该物质相对能量。下表为25℃、101 kPa下几种有机物的生成热:
物质甲烷乙烷乙烯丙烯正丁烷异丁烷
生成热/kJ·mol1−75−855220−125−132

①表格中的物质,最稳定的是________________(填结构简式)。
②上述反应中,ΔH1=____________kJ·mol1
③书写热化学方程式时,要标明“同分异构体名称”,其理由是___________________
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中投入一定量正丁烷发生反应生成乙烯。
①下列情况表明该反应达到平衡状态的是_________________(填代号)。
A.气体密度保持不变                                 B.保持不变
C.反应热不变                                        D.正丁烷分解速率和乙烷消耗速率相等
②为了提高反应速率和转化率,下列措施可采用的是_______________(填代号)。

A.加入高效催化剂            B.升高温度          C.充入乙烷          D.增大压强


(3)向密闭容器中充入丁烷,在一定条件(浓度、催化剂及压强等)下发生反应,测得乙烯产率与温度关系如图所示。温度高于600℃时,随着温度升高,乙烯产率降低,可能的原因是____________(填代号)。

A.平衡常数降低             B.活化能降低             C.催化剂活性降低             D.副产物增多
(4)在一定温度下向1 L恒容密闭容器中充入2 mol正丁烷,反应生成乙烯和乙烷,经过10 min 达到平衡状态,测得平衡时气体压强是原来的1.75倍。
①0~10 min内乙烷的生成速率v(C2H6)为___________mol·L1·min1
②上述条件下,正丁烷的平衡转化率为______________;该反应的平衡常数K为_____________(填“数值和单位”)。
(5)丁烷−空气燃料电池以熔融的K2CO3(其中不含O2)为电解质,以具有催化作用和导电性能的稀土金属材料为电极。该燃料电池的正极反应式为26CO2+13O2+52e26,则负极反应式为____________________
2018-05-17更新 | 130次组卷
共计 平均难度:一般