组卷网 > 高中化学综合库 > 化学反应原理 > 化学反应的热效应 > 化学反应热的计算 > 根据△H=反应物的键能之和-生成物的键能之和进行计算
题型:解答题-原理综合题 难度:0.65 引用次数:93 题号:19493640
为原料制备甲烷等能源具有较好的发展前景。催化(固体催化剂)加氢合成甲烷的反应为
(1)该反应中各化学键的键能数据如表所示:
化学键C—HH—OH—H
键能750413463436
则生成可以___________(填“放出”或“吸收”)___________热量。
(2)加氢制的一种催化机理如图,下列说法正确的是___________(填标号)。
   
A.反应过程中的催化剂为
B.可以释放
C.经过时,断键裂解产生的过程为放热过程
D.加氢制的过程需要共同完成
(3)保持温度不变,向的恒容密闭容器中充入,发生上述反应,若后反应达到平衡,此时测得
内,___________的转化率___________(取整数)
②下列表述能说明该反应达到平衡状态的是___________(填标号)。
A.
B.混合气体的密度不再发生改变
C.混合气体的平均相对分子质量不再改变
D.断开键的同时断开
(4)图示装置可以把蕴含的化学能转化为电能。
   
①电池工作时,溶液中的___________(填“左”或“右”)移动,负极的电极反应式为___________
②当外电路中转移电子时,消耗的的体积是___________L(标准状况下)。

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【推荐1】1905年哈珀开发实现了以氮气和氢气为原料合成氨气,生产的氨制造氮肥服务于农业,养活了地球三分之一的人口,哈珀也因此获得了1918年的诺贝尔化学奖。一百多年 过去了,对合成氨的研究依然没有止步。
(1)工业合成氨的反应如下:N2+3H22NH3。已知断裂1molN2中的共价键吸收的能量为946kJ,断裂1molH2中的共价键吸收的能量为436kJ,形成1molN-H键放出的能量为391kJ,则由N2和H2生成2molNH3 的能量变化为__________kJ。 下图能正确表示该反应中能量变化的是__________(填“A”或“B”)。

(2)反应2NH3(g) N2(g)+3H2(g)在三种不同条件下进行,N2、H2的起始浓度为 0,反应物 NH3的浓度(mol/L)随时间(min)的变化情况如下表所示。

根据上述数据回答:实验①②中,有一个实验使用了催化剂,它是实验_____(填序号);实验③达平衡时NH3的转化率为___________。在恒温恒容条件下,判断该反应达到化学平衡状态的标志是_________(填序号)。
a. NH3的正反应速率等于逆反应速率       b.混合气体的密度不变
c.混合气体的压强不变 d.c(NH3)=c(H2)
(3)近日美国犹他大学 Minteer教授成功构筑了H2—N2生物燃料电池。该电池类似燃料电池原理,以氮气和氢气为原料、氢化酶和固氮酶为两极催化剂、质子交换膜(能够传递H+)为隔膜,在室温条件下即实现了氨的合成同时还能提供电能。则A电极为_____极(填“正”、“负”),B电极发生的电极反应式为_______,该电池放电时溶液中的H+___极移动(填“A”、“B”)。
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(2)理论上讲,任何自发的氧化还原反应都可以设计成原电池。某兴趣小组拟将刻蚀电路板的反应2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2设计成原电池,则负极所用电极材料为_______,当线路中转移0.4mol电子时,则被腐蚀铜的质量为_______g。
(3)CH4—空气碱性燃料电池的能量转化率高,某甲烷燃料电池如图所示。放电时,电子由铂极流出,经电流表流向石墨电极。

①在石墨电极附近充入_______(填“CH4”或“空气”)。
②铂极上发生反应的电极反应式为_______
(4)在开始工作的Zn、Cu原电池中,电解质的稀溶液中含CuSO4、H2SO4各0.100mol,则:当电路中通过的电子在0.200~0.300mol时,正极发生的电极反应式是_______;当电路中通过0.300mol电子时,电池中共产生标准状况下的气体_______L。
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【推荐3】CO2是一种廉价的碳资源,其综合利用具有重要意义。CO2与CH4经催化重整,制得合成气:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g)。
(1)已知上述反应中相关的化学键键能数据如下:
化学键C-HC=OH-HC≡O(CO)
键能/kJ·mol-14137454361075
则该反应的△H=______kJ·mol-1
(2)为了加快该反应的速率,可以进行的措施是(     )
A.恒温恒压下,按原比例充入CH4、CO2
B.恒温下,缩小容器体积
C.增大反应物与催化剂的接触面积                                   
D.降低温度
(3)恒温下,向2L体积恒定的容器中充入一定量的CO2、CH4,使其在催化剂作用下进行反应,经tmin后,测得CO有amol,则v(CO2)=______。下列各项能说明该反应达到平衡的是(      )
A.容器内气体密度保持一定                                 B.容器内CO2、CH4的浓度之比为1∶1
C.该反应的正反应速率保持一定                           D.容器内气体压强保持一定
(4)用甲烷作燃料的碱性燃料电池中,电极材料为多孔惰性金属电极,则负极的电极反应式为_______________
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