随着化石能源的减少,新能源的开发利用日益迫切。
(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=2HI(g)+H2SO4(l) ΔH1=a kJ·mol-1
2H2SO4(l)=2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
2HI(g)=H2(g)+I2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
则:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=_____ kJ·mol-1。
(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等,工业制备纯硅的反应为2H2(g)+SiCl4(g)=Si(s)+4HCl(g) ΔH=+240.4kJ·mol-1。若将生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH溶液中恰好完全反应,则在此制备纯硅反应过程中的热效应是____ kJ。
(3)据粗略统计,我国没有经过处理便排放的焦炉煤气已超过250亿立方米,这不仅是能源的浪费,也对环境造成极大污染。为解决这一问题,我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C与O之间为三键连接,且合成甲醇的主要反应原理为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH。表中所列为常见化学键的键能数据:
则该反应的ΔH=____ kJ·mol-1。
(4)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如图1所示。
补全上图:图中A处应填入_______ 。
(5)恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图2所示。
已知:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:____ 。
②ΔH2=___ kJ·mol-1。
(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:
SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=2HI(g)+H2SO4(l) ΔH1=a kJ·mol-1
2H2SO4(l)=2H2O(g)+2SO2(g)+O2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
2HI(g)=H2(g)+I2(g) ΔH3=c kJ·mol-1
则:2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) ΔH=
(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等,工业制备纯硅的反应为2H2(g)+SiCl4(g)=Si(s)+4HCl(g) ΔH=+240.4kJ·mol-1。若将生成的HCl通入100mL1mol·L-1的NaOH溶液中恰好完全反应,则在此制备纯硅反应过程中的热效应是
(3)据粗略统计,我国没有经过处理便排放的焦炉煤气已超过250亿立方米,这不仅是能源的浪费,也对环境造成极大污染。为解决这一问题,我国在2004年起已利用焦炉煤气制取甲醇及二甲醚。已知CO中的C与O之间为三键连接,且合成甲醇的主要反应原理为CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH。表中所列为常见化学键的键能数据:
化学键 | C-C | C-H | H-H | C-O | C≡O | H-O |
键能/kJ·mol-1 | 348 | 414 | 436 | 326.8 | 1032 | 464 |
(4)以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应的能量变化如图1所示。
补全上图:图中A处应填入
(5)恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图2所示。
已知:2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1
①写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:
②ΔH2=
更新时间:2020-11-26 10:47:57
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解题方法
【推荐1】硫是中学化学重要的非金属元素之一,请回答下列有关问题。
已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0kJ/mol
(1)反应NO2(g)+ SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=______ kJ/mol 。
(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是_________ 。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗1 mol SO2的同时消耗1 molNO
(3)S2Cl2和SCl2均为重要的工业化合物。已知:
a.S2(l)+Cl2(g)S2Cl2(g) △H1
b.S2Cl2(g)+ Cl2(g)2SCl2(g) △H2
—定压强下,向10 L密闭容器中充入1 molS2Cl2和1 mol Cl2,发生反应b。Cl2与SCl2的消耗速率(υ)与温度(T)的关系如图所示:
① A、B、C、D四点对应状态下,达到平衡状态的有______ (填字母),理由是_______ 。
②—定温度下,在恒容密闭容器中发生反应a和反应b,达到平衡后缩小容器容积,重新达到平衡后,Cl2的平衡转化率_________ (填“增大”或“减小”或“不变”),理由是________ 。
II.氮有不同价态的化合物,如氨、氮气、亚硝酸钠、乙二胺等。
图(I)和图(II)分别为二元酸H2A和乙二胺(H2NCH2CH2NH2)溶液中各微粒的百分含量δ(即物质的量百分数)随溶液pH的变化曲线(25℃)。
(1)H3NCH2CH2NH3A溶液显____ (填“酸”或“碱”)性。
(2)乙二胺在水溶液中发生第二步电离的方程式:____________________ ,其平衡常数Kb2= _______________________ 。
(3)向20 mL 0.1 mol/L的H2A溶液加入10 mL 0.1 mol/L H2NCH2CH2NH2溶液后,溶液中各离子浓度大小的关系为____________________________________ 。
已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) △H=-196.6kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) △H=-113.0kJ/mol
(1)反应NO2(g)+ SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH=
(2)一定条件下,将NO2与SO2以体积比1∶2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗1 mol SO2的同时消耗1 molNO
(3)S2Cl2和SCl2均为重要的工业化合物。已知:
a.S2(l)+Cl2(g)S2Cl2(g) △H1
b.S2Cl2(g)+ Cl2(g)2SCl2(g) △H2
—定压强下,向10 L密闭容器中充入1 molS2Cl2和1 mol Cl2,发生反应b。Cl2与SCl2的消耗速率(υ)与温度(T)的关系如图所示:
已知B点时,c(Cl2)=0.07 mol/L
① A、B、C、D四点对应状态下,达到平衡状态的有
②—定温度下,在恒容密闭容器中发生反应a和反应b,达到平衡后缩小容器容积,重新达到平衡后,Cl2的平衡转化率
II.氮有不同价态的化合物,如氨、氮气、亚硝酸钠、乙二胺等。
图(I)和图(II)分别为二元酸H2A和乙二胺(H2NCH2CH2NH2)溶液中各微粒的百分含量δ(即物质的量百分数)随溶液pH的变化曲线(25℃)。
(1)H3NCH2CH2NH3A溶液显
(2)乙二胺在水溶液中发生第二步电离的方程式:
(3)向20 mL 0.1 mol/L的H2A溶液加入10 mL 0.1 mol/L H2NCH2CH2NH2溶液后,溶液中各离子浓度大小的关系为
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解题方法
【推荐2】氢气是一种清洁能源。制氢和储氢作为氢能利用的关键技术,是当前科学家主要关注的热点问题。
(1)已知;(g)+H2(g)→(g) ∆H=-119.6kJ/mol
(g)+2H2(g)→(g) ∆H=-237.1kJ/mol
(g)+3H2(g)→(g) ∆H=-208.4kJ/mol
请求出(g)+H2(g)→(g) ∆H=________ kJ/mol
(2)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。
(g)(g)+3H2(g)
在某温度下,向恒容容器中加入环己烷,其起始浓度为a mol·L-1,平衡时苯的浓度为b mol·L-1,该反应的平衡常数K=_______ (用含a、b的关系式表达)。
(3)一定条件下,如下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(除目标产物外,近似认为无其它有机物生成)。
①实现有机物储氢的电极是__________ ;A 正极 B 负极 C 阴极 D 阳极
其电极反应方程为:___________ 。
②实验研究表明,当外加电压超过一定值以后,发现电极D产物中苯(g)的体积分数随着电压的增大而减小,其主要原因是相关电极除目标产物外,还有一种单质气体生成,这种气体是__________ 。已知单质气体为2 mol,求此装置的电流效率η=__________ 。[η=(生成目标产物消耗的电子数/转移的电子总数)×100%,计算结果保留小数点后1位]。
(1)已知;(g)+H2(g)→(g) ∆H=-119.6kJ/mol
(g)+2H2(g)→(g) ∆H=-237.1kJ/mol
(g)+3H2(g)→(g) ∆H=-208.4kJ/mol
请求出(g)+H2(g)→(g) ∆H=
(2)储氢还可借助有机物,如利用环己烷和苯之间的可逆反应来实现脱氢和加氢。
(g)(g)+3H2(g)
在某温度下,向恒容容器中加入环己烷,其起始浓度为a mol·L-1,平衡时苯的浓度为b mol·L-1,该反应的平衡常数K=
(3)一定条件下,如下图所示装置可实现有机物的电化学储氢(除目标产物外,近似认为无其它有机物生成)。
①实现有机物储氢的电极是
其电极反应方程为:
②实验研究表明,当外加电压超过一定值以后,发现电极D产物中苯(g)的体积分数随着电压的增大而减小,其主要原因是相关电极除目标产物外,还有一种单质气体生成,这种气体是
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【推荐3】氢能是人类未来的理想能源之一,氢能利用存在两大难题:制取和储存。
Ⅰ.制取氢气
(1)甲醇水蒸气催化重整是当前制取清洁能源氢气的主要方法,其反应机理如下:
反应1:
反应2:
回答下列问题:
①在催化剂作用下,反应1可通过如图所示的反应历程实现催化重整,则___________ (用含字母a、b、c的代数式表示)。
②将一定量的甲醇气体和水蒸气混合反应,使用催化剂,测得相同条件下,甲醇的转化率与的物质的量分数变化如图所示。反应2为___________ 反应(填“吸热”或“放热”),选择催化剂的作用为___________ 。
(2)乙烷催化裂解也可制备氢气:催化裂解过程中利用膜反应新技术可以实现边反应边分离出生成的氢气。不同温度下,乙烷在容积为的恒容密闭容器中发生催化裂解反应。氢气移出率不同时,的平衡转化率与反应温度的关系如图所示:
①相同温度时,、、次增大,则对应的的平衡转化率依次___________ (答“增大”或“减小”),上述反应达到平衡后,欲增大单位时间内的转化率,可以采取的措施有___________ (填序号)。
A.升高温度 B.通入惰性气体 C.及时移出 D.加入催化剂
②A点时平衡常数,则___________ 。
Ⅱ.储存氢气:硼氢化钠()是研究最广泛的储氢材料之一
(3)在配制溶液时,为防止发生水解反应,可以加入少量的___________ (写化学式)。
(4)中硼原子在成键时,能将一个电子激发进入能级参与形成化学键,该过程形成的原子光谱为___________ 光谱(填“吸收”或“发射”)。
(5)硼氢化钠()的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取氢气。查阅资料可知:常温下,在水中的溶解度不大,易以形式结晶析出:且化学反应速率与催化剂的接触面积有关。在其他条件相同时,测得平均每克催化剂使用量下,的浓度和放氢速率的变化关系如图所示。随着浓度的增大,放氢速率先增大后减小,其原因可能是___________ 。
Ⅰ.制取氢气
(1)甲醇水蒸气催化重整是当前制取清洁能源氢气的主要方法,其反应机理如下:
反应1:
反应2:
回答下列问题:
①在催化剂作用下,反应1可通过如图所示的反应历程实现催化重整,则
②将一定量的甲醇气体和水蒸气混合反应,使用催化剂,测得相同条件下,甲醇的转化率与的物质的量分数变化如图所示。反应2为
(2)乙烷催化裂解也可制备氢气:催化裂解过程中利用膜反应新技术可以实现边反应边分离出生成的氢气。不同温度下,乙烷在容积为的恒容密闭容器中发生催化裂解反应。氢气移出率不同时,的平衡转化率与反应温度的关系如图所示:
①相同温度时,、、次增大,则对应的的平衡转化率依次
A.升高温度 B.通入惰性气体 C.及时移出 D.加入催化剂
②A点时平衡常数,则
Ⅱ.储存氢气:硼氢化钠()是研究最广泛的储氢材料之一
(3)在配制溶液时,为防止发生水解反应,可以加入少量的
(4)中硼原子在成键时,能将一个电子激发进入能级参与形成化学键,该过程形成的原子光谱为
(5)硼氢化钠()的强碱溶液在催化剂作用下与水反应可获取氢气。查阅资料可知:常温下,在水中的溶解度不大,易以形式结晶析出:且化学反应速率与催化剂的接触面积有关。在其他条件相同时,测得平均每克催化剂使用量下,的浓度和放氢速率的变化关系如图所示。随着浓度的增大,放氢速率先增大后减小,其原因可能是
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【推荐1】完成下列问题
(1)已知:①
②
则___________ 。
(2)已知:①
②
则表示氨气燃烧热的热化学方程式为___________ ,该反应可设计为碱性条件下的燃料电池,负极电极反应式为___________ 。
(3)已知几种化学键的键能和热化学方程式如下:
,则a=___________ 。
(4)4种不饱和烃分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷(
)的能量变化如图所示。根据图示判断4种有机反应物中最稳定的是
___________ ;反应(l)= (l)的
___________ 。
(5)用电解法处理有机废水是目前工业上一种常用手段,电解过程中阳极催化剂表面水被电解产生氧化性强的羟基自由基(
),羟基自由基再进一步把有机物氧化为无毒物质。下图为电解二氯乙烷废水的装置图,写出电解池阴极的电极反应式:
___________ ;羟基自由基与二氯乙烷反应的化学方程式为
___________ 。
(1)已知:①
②
则
(2)已知:①
②
则表示氨气燃烧热的热化学方程式为
(3)已知几种化学键的键能和热化学方程式如下:
化学键 | |||||
键能/() | 391 | 193 | 243 | a | 432 |
(4)4种不饱和烃分别与氢气发生加成反应生成1mol环己烷(
)的能量变化如图所示。根据图示判断4种有机反应物中最稳定的是
(5)用电解法处理有机废水是目前工业上一种常用手段,电解过程中阳极催化剂表面水被电解产生氧化性强的羟基自由基(
),羟基自由基再进一步把有机物氧化为无毒物质。下图为电解二氯乙烷废水的装置图,写出电解池阴极的电极反应式:
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【推荐2】天空不是垃圾场,污染气体不能随便排,研究大气污染气体的处理方法具有重要意义。
(1)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知:
①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-a kJ·mol-1(a>0)
②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-b kJ·mol-1(b>0)
若用标准状况下3.36LNO2氧化CO至CO2(NO2完全反应)的整个过程中放出的热量为_________ kJ(用含有a和b的代数式表示)。
(2)已知下列反应的反应热:
①CH3COOH(1)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1)△H=-870.3kJ/mol
②C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
③2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(1) ΔH=-488.3kJ/mol
请写出H2燃烧热的热化学方程式______________________________________ 。
(3)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如下图所示:
①NiO电极上发生的是_______________ 反应(填“氧化”或“还原”)。
②Pt电极上的电极反应式为_______________ 。
(4)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应:2NO+2CO2CO2+N2。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下表中。
①请把表中数据补充完整:A_______________ ;B_______________ 。
②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验_______________ (填实验序号)。
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如下图所示,其中表示实验Ⅱ的是曲线_________ (填“甲”或“乙”)。
(1)氮氧化物是造成光化学烟雾和臭氧层损耗的主要气体。已知:
①CO(g)+NO2(g)=NO(g)+CO2(g)△H=-a kJ·mol-1(a>0)
②2CO(g)+2NO(g)=N2(g)+2CO2(g)△H=-b kJ·mol-1(b>0)
若用标准状况下3.36LNO2氧化CO至CO2(NO2完全反应)的整个过程中放出的热量为
(2)已知下列反应的反应热:
①CH3COOH(1)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(1)△H=-870.3kJ/mol
②C(s)+O2(g) =CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol
③2C(s)+2H2(g)+O2(g) =CH3COOH(1) ΔH=-488.3kJ/mol
请写出H2燃烧热的热化学方程式
(3)通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量,其工作原理如下图所示:
①NiO电极上发生的是
②Pt电极上的电极反应式为
(4)一种新型催化剂能使NO和CO发生反应:2NO+2CO2CO2+N2。已知增大催化剂的比表面积可提高该反应速率。为了验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下表中。
实验 编号 | t(℃) | NO初始浓度 (mol/L) | CO初始浓度 (mol/L) | 催化剂的比表面积(m2/g) |
Ⅰ | 280 | 1.20×10-3 | 5.80×10-3 | 82 |
Ⅱ | 280 | 1.20×10-3 | B | 124 |
Ⅲ | 350 | A | 5.80×10-3 | 82 |
②能验证温度对化学反应速率影响规律的是实验
③实验Ⅰ和实验Ⅱ中,NO的物质的量浓度c(NO)随时间t的变化曲线如下图所示,其中表示实验Ⅱ的是曲线
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【推荐3】化学反应与能量变化是化学家研究的永恒话题。
(1)据报道,有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来石油”的观点。
①硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等,硅光电池是一种把_______ 能转化为_______ 能的装置。
②工业制备纯硅的反应:,生成的通入的溶液恰好反应,则制备纯硅的过程中_______ (填“吸收或“释放”)的热量为_______ 。
(2)氢气是一种理想的绿色能源.请回答下列问题
①在下,氢气完全燃烧生成液态水放出的热量。写出表示氢气燃烧热的热化学方程式_______ 。
②氢能的存储是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金,已知:
;
则_______ 。
(3)化学能与电能的相互转换有着重要的用途。如图是一个化学过程的示意图.请回答下列问题。
①乙池是_______ 装置(填“原电池”或“电解池”),A电极的名称是_______ ;B(石墨)电极的电极反应式为:_______ 。
②甲池中通入一极的电极反应式为:_______ 。
③反应一段时间后,要使乙池反应后的溶液恢复到原来的状态,则需加入_______ (填化学式)。
④研究证实,甲醇可由在酸性水溶液中通过电解生成,则生成甲醇的电极反应式是:_______ 。
(1)据报道,有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来石油”的观点。
①硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔和无人气象站等,硅光电池是一种把
②工业制备纯硅的反应:,生成的通入的溶液恰好反应,则制备纯硅的过程中
(2)氢气是一种理想的绿色能源.请回答下列问题
①在下,氢气完全燃烧生成液态水放出的热量。写出表示氢气燃烧热的热化学方程式
②氢能的存储是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金,已知:
;
则
(3)化学能与电能的相互转换有着重要的用途。如图是一个化学过程的示意图.请回答下列问题。
①乙池是
②甲池中通入一极的电极反应式为:
③反应一段时间后,要使乙池反应后的溶液恢复到原来的状态,则需加入
④研究证实,甲醇可由在酸性水溶液中通过电解生成,则生成甲醇的电极反应式是:
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【推荐1】近年随着现代工业的发展,二氧化氮的排放量大增,二氧化氮对臭氧空洞的形成起着重要作用,同时还是光化学烟雾和酸雨的成因之一。如何实现二氧化氮的转化利用成为了科学家研究的课题。回答下列问题:
(1)催化生成的过程可分为三步:
第一步::
第三步:。
则第二步的反应方程式为_______ 。
(2)科学家测得HCO自由基还原二氧化氮的反应机理如图所示,两种过渡态物质相比,_______ (填“过渡态1”或“过渡态2”)较稳定,该反应分_______ 步进行,决定该反应速率的是第_______ 步。
(3)科学家尝试采用焦炭还原法消除二氧化氮污染,反应原理为,在2L恒容密闭容器中加入足量的碳和2mol 气体,相同时间内测得二氧化氮的转化率随温度变化如图所示,图中m、n、p三点平衡常数由大到小的顺序为_______ ,p点化学反应平衡常数为_______ (计算结果保留两位小数)。
(4)工业上采用CO还原生成两种大气成分消除污染,若完全还原2mol 时该反应的正反应活化能为,逆反应活化能为,写出该反应的热化学方程式:_______ 。下列关于该反应的说法正确的是_______ (填选项字母)。
A.恒温恒压下,体系内混合气体密度不随时间变化时,反应达到平衡状态
B.恒温恒容下,平衡后,充入惰性气体,的平衡转化率增大
C.恒温恒压下,再按照原比例加入相同量的反应物,的平衡转化率增大
D.及时分离出,逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡正向移动
(1)催化生成的过程可分为三步:
第一步::
第三步:。
则第二步的反应方程式为
(2)科学家测得HCO自由基还原二氧化氮的反应机理如图所示,两种过渡态物质相比,
(3)科学家尝试采用焦炭还原法消除二氧化氮污染,反应原理为,在2L恒容密闭容器中加入足量的碳和2mol 气体,相同时间内测得二氧化氮的转化率随温度变化如图所示,图中m、n、p三点平衡常数由大到小的顺序为
(4)工业上采用CO还原生成两种大气成分消除污染,若完全还原2mol 时该反应的正反应活化能为,逆反应活化能为,写出该反应的热化学方程式:
A.恒温恒压下,体系内混合气体密度不随时间变化时,反应达到平衡状态
B.恒温恒容下,平衡后,充入惰性气体,的平衡转化率增大
C.恒温恒压下,再按照原比例加入相同量的反应物,的平衡转化率增大
D.及时分离出,逆反应速率减小,正反应速率增大,平衡正向移动
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【推荐2】今年6月20日,2016年全球最受关注的十大化学成果发布,其中有两项与空气中的二氧化碳处理利用技术有关。其一为美国伊利诺斯大学芝加哥分校和阿贡国家实验室科学家联合设计的新型太阳能电池,可直接把大气中的二氧化碳转化为合成气(CO和H2)该设计同时具有环保和经济价值,不仅可以减缓二氧化碳的排放,而且可以生成重要的化工原料。
(1)下列材料也可以用于制造太阳能电池的是____________ 。
A.Ag2O B.Fe3O4 C.Si D.SiO2
(2)下图装置可实现二氧化碳到一氧化碳的转化
①电源的正极为______ (“A”或“B")。
②阴极发生反应的电极方程式为:___________ .
(3)CO 和H2可用于合成甲醇。
①已知CO、H2、CH3OH(1)的燃烧热为283.0kJ/mol、285.8kJ/mol、726.5kJ/mol,写出 由CO和H2制备CH3OH(1)的热化学方程式__________ 。
②在398K,1L的恒容容器中充入0.1molCO和0.2molH2,发生反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),反应过程中气体的压强如下表所示(atm为标准大气压)。
5min内该反应的平均速率用CO可表示为______ ,该温度下的平衡常数是_____ 。达到平衡后,向该容器中通入0.05mol的气态CH3OH,再次达到平衡时,CH3OH的体积分数比原平衡时_____ ( 填“大”或“小”)。
(1)下列材料也可以用于制造太阳能电池的是
A.Ag2O B.Fe3O4 C.Si D.SiO2
(2)下图装置可实现二氧化碳到一氧化碳的转化
①电源的正极为
②阴极发生反应的电极方程式为:
(3)CO 和H2可用于合成甲醇。
①已知CO、H2、CH3OH(1)的燃烧热为283.0kJ/mol、285.8kJ/mol、726.5kJ/mol,写出 由CO和H2制备CH3OH(1)的热化学方程式
②在398K,1L的恒容容器中充入0.1molCO和0.2molH2,发生反应CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),反应过程中气体的压强如下表所示(atm为标准大气压)。
时间(min) | 0 | 1 | 5 | 10 | 30 | 50 |
压强(atm) | 10 | 9.3 | 8.0 | 7.2 | 4 | 4 |
5min内该反应的平均速率用CO可表示为
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解答题-原理综合题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】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
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
(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
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
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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适中
(0.65)
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【推荐1】氢能是一种极具发展潜力的清洁能源。以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、无污染的制氢方法。其反应过程如下图所示:
分析反应I:
反应I:
(1)它由两步反应组成:i.
ii.分解,热化学方程式为_______ 。
分析反应II:
(2)反应II的化学方程式是_______ 。
(3)反应II得到的产物用进行分离。该产物的溶液在过量的存在下会分成两层——含低浓度的层和高浓度的的层。
①区分两层溶液可加入的试剂为_______ (填序号)。
A.淀粉溶液B.氯化钡溶液(资料:易溶于水)
C.硝酸银溶液D.氯化亚铁溶液
②根据上述事实,下列说法正确的是_______ (填序号)。
A.两层溶液的密度存在差异
B.加前,溶液和溶液不互溶
C.在溶液中比在溶液中易溶
③经检测,层中。其比值大于2的原因是_______ 。
分析反应Ⅲ:
(4)如表所示的数据是破坏1mol气态物质中的化学键所消耗的能量,请在下图中画出反应Ⅲ:的能量变化示意图_______ (不必标注具体数值)。
分析反应I:
反应I:
(1)它由两步反应组成:i.
ii.分解,热化学方程式为
分析反应II:
(2)反应II的化学方程式是
(3)反应II得到的产物用进行分离。该产物的溶液在过量的存在下会分成两层——含低浓度的层和高浓度的的层。
①区分两层溶液可加入的试剂为
A.淀粉溶液B.氯化钡溶液(资料:易溶于水)
C.硝酸银溶液D.氯化亚铁溶液
②根据上述事实,下列说法正确的是
A.两层溶液的密度存在差异
B.加前,溶液和溶液不互溶
C.在溶液中比在溶液中易溶
③经检测,层中。其比值大于2的原因是
分析反应Ⅲ:
(4)如表所示的数据是破坏1mol气态物质中的化学键所消耗的能量,请在下图中画出反应Ⅲ:的能量变化示意图
物质 | |||
能量(kJ) | 151 | 298 | 436 |
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】NO和CO均是大气污染物,但在适当条件下二者可发生氧化还原反应得到两种无害气体;2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2 (g) △H=-746kJ·mol-l。
(1)已知化学键N≡N和C=O的键能分别为946kJ·mol-l和745kJ·mol-l。
①若使1 mol NO完全分解为氮原子和氧原子需要消耗602kJ热量,则碳原子与氧原子结合形成1 mol CO时的能量变化为__________________ 。
②若已知N2(g)+O2(g)====2NO(g) △H=+180kJ·mol-1,则CO的燃烧热△H为__________________ 。
(2)将2.2 mol NO和2.4 mol CO通入到某密闭容器中,测得反应过程中CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图1所示。
①x代表的是_________ (填“温度”或“压强”),Y1_______ Y2(填“<”“>”或“=”),B、C两种混合气体平均相对分子质量MB、MC的相对天小关系是_____________ 。
②若A点容器的容积为2L,则该点对应温度下反应的平衡常数KA=______________ 。
(3)若维持温度、容器容积不变,下列关系能表明v(正)>v(逆)的是_____________ 。
A.浓度商QC>K B.生成速率:v(CO2)=2v(N2) C.体系熵值减小
(4)现有甲、乙两种催化剂,其他条件相同时,测得在甲、乙两种催化剂分别催化下,相同时间内NO转化率与温度的关系如图2所示。如果你是总工程师,会选择使用催化剂______________ (填“甲”或“乙”),原因是____________________________ 。
(1)已知化学键N≡N和C=O的键能分别为946kJ·mol-l和745kJ·mol-l。
①若使1 mol NO完全分解为氮原子和氧原子需要消耗602kJ热量,则碳原子与氧原子结合形成1 mol CO时的能量变化为
②若已知N2(g)+O2(g)====2NO(g) △H=+180kJ·mol-1,则CO的燃烧热△H为
(2)将2.2 mol NO和2.4 mol CO通入到某密闭容器中,测得反应过程中CO的平衡转化率与温度、压强之间的关系如图1所示。
①x代表的是
②若A点容器的容积为2L,则该点对应温度下反应的平衡常数KA=
(3)若维持温度、容器容积不变,下列关系能表明v(正)>v(逆)的是
A.浓度商QC>K B.生成速率:v(CO2)=2v(N2) C.体系熵值减小
(4)现有甲、乙两种催化剂,其他条件相同时,测得在甲、乙两种催化剂分别催化下,相同时间内NO转化率与温度的关系如图2所示。如果你是总工程师,会选择使用催化剂
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(0.65)
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解题方法
【推荐3】化学反应原理对化学反应的研究具有指导意义。
(1)目前城市机动车废气的排放已成为城市大气污染的重要来源。气缸中生成NO的反应为:⇌2NO(g) 。汽车启动后,气缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,请分析两点可能的原因①_______ 、②_______ 。
(2)由金红石()制取单质Ti,涉及到的步骤为:
已知:①
②
③
则的_______ 。
(3)一定条件下,和在水溶液中的反应是,若反应达到平衡后,加入充分振荡,且温度不变,上述平衡向_______ (选填“正反应”或“逆反应”)方向移动。若反应达到平衡后,加入少许铁粉充分振荡,且温度不变,化学平衡向_______ (选填“正反应”或“逆反应”)方向移动。
(4)用生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。反应A:
已知:ⅰ.此条件下反应A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量。
ⅱ.
①写出该条件下,反应A的热化学反应方程式_______ 。
②断开1mol 键与断开1mol 键所需能量相差约为_______ kJ。
(5)电化学在工业生产中具有重要作用。
①工业上通过电解饱和食盐水制备氯气,阳极反应历程如图:
阳极电极反应式是_______ 。
②深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根腐蚀,其电化学腐蚀原理如图所示,此过程中腐蚀电池正极反应式是_______ 。
(1)目前城市机动车废气的排放已成为城市大气污染的重要来源。气缸中生成NO的反应为:⇌2NO(g) 。汽车启动后,气缸内温度越高,单位时间内NO排放量越大,请分析两点可能的原因①
(2)由金红石()制取单质Ti,涉及到的步骤为:
已知:①
②
③
则的
(3)一定条件下,和在水溶液中的反应是,若反应达到平衡后,加入充分振荡,且温度不变,上述平衡向
(4)用生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A,可实现氯的循环利用。反应A:
已知:ⅰ.此条件下反应A中,4mol HCl被氧化,放出115.6kJ的热量。
ⅱ.
①写出该条件下,反应A的热化学反应方程式
②断开1mol 键与断开1mol 键所需能量相差约为
(5)电化学在工业生产中具有重要作用。
①工业上通过电解饱和食盐水制备氯气,阳极反应历程如图:
阳极电极反应式是
②深埋在潮湿土壤中的铁管道,在硫酸盐还原菌作用下,能被硫酸根腐蚀,其电化学腐蚀原理如图所示,此过程中腐蚀电池正极反应式是
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