解题方法
1 . 工业上,常用水蒸气通过炽热的焦炭制得水煤气(主要成分为和),其反应的化学方程式为,请回答下列问题:
(1)上述反应的能量变化图像如图所示。下列反应的能量变化与上述反应相同的是___________。
(2)一定条件下,焦炭和水蒸气在体积一定的密闭容器中进行反应,下列有关说法正确的是___________ 。
A.充入He使容器压强增大,能提高反应速率
B.,说明反应达到平衡状态
C.容器中焦炭的质量不再变化,说明反应达到平衡状态
D.混合气体的密度不再发生改变时,反应达平衡状态
E.升高温度,能使正反应速率增大,逆反应速率减小
(3)298K时,1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ,1molH2O(l)蒸发吸热44kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为___________ 。
(4)恒温下,将1molN2和3molH2置于体积为2L的密闭容器中进行反应N2+3H2⇌2NH3,若5min时测得氢气浓度为0.9mol/L,则用氨气表示5min内的化学反应速率为___________ ,N2的转化率为___________ ,欲提高合成氨的反应速率可采取的措施为___________ 。(任意答2点)
(5)工业制备硝酸过程中,通常对氨气进行催化氧化,其化学方程式为___________ 。
(1)上述反应的能量变化图像如图所示。下列反应的能量变化与上述反应相同的是___________。
A.铝粉与氧化铁的反应 |
B.氯化铵与的反应 |
C.锌片与稀硫酸反应 |
D.钠与冷水的反应 |
(2)一定条件下,焦炭和水蒸气在体积一定的密闭容器中进行反应,下列有关说法正确的是
A.充入He使容器压强增大,能提高反应速率
B.,说明反应达到平衡状态
C.容器中焦炭的质量不再变化,说明反应达到平衡状态
D.混合气体的密度不再发生改变时,反应达平衡状态
E.升高温度,能使正反应速率增大,逆反应速率减小
(3)298K时,1gH2燃烧生成H2O(g)放热121kJ,1molH2O(l)蒸发吸热44kJ,表示H2燃烧热的热化学方程式为
(4)恒温下,将1molN2和3molH2置于体积为2L的密闭容器中进行反应N2+3H2⇌2NH3,若5min时测得氢气浓度为0.9mol/L,则用氨气表示5min内的化学反应速率为
(5)工业制备硝酸过程中,通常对氨气进行催化氧化,其化学方程式为
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解题方法
2 . 甲烷在地壳中储量丰富,该物质是一种重要的燃料和工业原料。请回答下列问题:
(1)甲烷的燃烧热kJ⋅mol,则一定量完全燃烧生成1 mol时放出的热量为_______ kJ。
(2)甲烷、水蒸气重整可获取合成气(CO、),涉及的主反应和副反应如下:
主反应:
副反应: kJ⋅mol
两个反应的平衡常数随温度的变化曲线如图所示,则表示主反应的曲线是_______ (填“甲”或“乙”);温度为K时,反应的平衡常数_______ (用含a的代数式表示)。(3)甲烷、二氧化碳重整制备合成气(CO、)有利于实现“碳中和”,该甲烷重整的反应为
①下列措施能使甲烷平衡转化率提高的是_______ (填字母,下同),能使平衡常数增大的是_______ 。
A增大的浓度 B.升高温度 C.增大压强 D.减小的浓度
②一定条件下,在2 L恒容密闭容器中充入2 mol 和一定量的发生上述反应,测得初始压强为,10 min时容器内压强不再变化,且压强为,0~10min内平均反应速率 mol⋅L⋅min,达到平衡时的转化率为_______ %,初始时加入的为_______ mol。
(1)甲烷的燃烧热kJ⋅mol,则一定量完全燃烧生成1 mol时放出的热量为
(2)甲烷、水蒸气重整可获取合成气(CO、),涉及的主反应和副反应如下:
主反应:
副反应: kJ⋅mol
两个反应的平衡常数随温度的变化曲线如图所示,则表示主反应的曲线是
①下列措施能使甲烷平衡转化率提高的是
A增大的浓度 B.升高温度 C.增大压强 D.减小的浓度
②一定条件下,在2 L恒容密闭容器中充入2 mol 和一定量的发生上述反应,测得初始压强为,10 min时容器内压强不再变化,且压强为,0~10min内平均反应速率 mol⋅L⋅min,达到平衡时的转化率为
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解题方法
3 . 积极发展清洁能源,推动经济社会绿色低碳转型,已经成为国际社会应对全球气候变化的普遍共识。已知:
①某些常见化学键的键能(指常温常压下,气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)数据如下:
②;
③在和下,的燃烧热。
(1)氢能是理想的绿色能源。已知。
①断开1molH—〇需要吸收___________ 能量。
②与天然气相比,氢能的优点是___________ (任写1点)。
(2)CH3OH是一种重要的清洁燃料,在和下完全燃烧生成和时,放出热量。
①表示(1)燃烧热的热化学方程式为___________ ,该反应中反应物的总键能___________ (填“大于”“小于”或“等于”)生成物的总键能。
②由催化加氢可制备,则___________ ,若生成气态水,则___________ (填“大于”“小于”或“等于”)该计算值。
(3)在和下,和的混合气体完全燃烧生成和时,放出热量,则该混合气体中的物质的量分数为___________ 。
①某些常见化学键的键能(指常温常压下,气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量)数据如下:
化学键 | ||
键能 | 436 | 496 |
③在和下,的燃烧热。
(1)氢能是理想的绿色能源。已知。
①断开1molH—〇需要吸收
②与天然气相比,氢能的优点是
(2)CH3OH是一种重要的清洁燃料,在和下完全燃烧生成和时,放出热量。
①表示(1)燃烧热的热化学方程式为
②由催化加氢可制备,则
(3)在和下,和的混合气体完全燃烧生成和时,放出热量,则该混合气体中的物质的量分数为
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解题方法
4 . 研发二氧化碳利用技术,降低空气中二氧化碳含量是当今研究热点。
(1)已知常温常压下的燃烧放热,请写出表示燃烧热的热化学方程式___________ 。
(2)1雨水中含有来自大气的,溶于水中的进一步和水反应,发生电离:
① ②
时,反应②的平衡常数为K,溶液中的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为,当大气压强为,大气中的物质的量分数为x时,溶液中浓度为___________ (用题中的字母表示,忽略的电离)。
(3)目前和已经被用作工业捕碳剂,它们与可发生如下反应:
反应I:
反应Ⅱ:
为研究温度对捕获效率的影响,在某温度下,将一定量的溶液置于密闭容器中,并充入一定量的气体(用氨气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中气体的浓度。然后分别在温度为下,保持其它初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:
①请解释容器内气体浓度呈现如图1所示的变化趋势的原因___________ 。
②反应Ⅱ在温度为时,溶液随时间变化的趋势曲线如图2所示,当时间达到时,将该体系升温至,请在图2中画出时刻至平衡时,溶液的变化总趋势曲线___________ 。
(4)研究表明,气体可被电还原。在电解质水溶液中,三种不同催化剂(a、b、c)上电还原为的反应进程中(被还原为的反应可同时发生),相对能量变化如图。下列说法正确的是___________。
(1)已知常温常压下的燃烧放热,请写出表示燃烧热的热化学方程式
(2)1雨水中含有来自大气的,溶于水中的进一步和水反应,发生电离:
① ②
时,反应②的平衡常数为K,溶液中的浓度与其在空气中的分压成正比(分压=总压×物质的量分数),比例系数为,当大气压强为,大气中的物质的量分数为x时,溶液中浓度为
(3)目前和已经被用作工业捕碳剂,它们与可发生如下反应:
反应I:
反应Ⅱ:
为研究温度对捕获效率的影响,在某温度下,将一定量的溶液置于密闭容器中,并充入一定量的气体(用氨气作为稀释剂),在t时刻,测得容器中气体的浓度。然后分别在温度为下,保持其它初始实验条件不变,重复上述实验,经过相同时间测得气体浓度,得到趋势图(见图1)。则:
①请解释容器内气体浓度呈现如图1所示的变化趋势的原因
②反应Ⅱ在温度为时,溶液随时间变化的趋势曲线如图2所示,当时间达到时,将该体系升温至,请在图2中画出时刻至平衡时,溶液的变化总趋势曲线
(4)研究表明,气体可被电还原。在电解质水溶液中,三种不同催化剂(a、b、c)上电还原为的反应进程中(被还原为的反应可同时发生),相对能量变化如图。下列说法正确的是___________。
A.电解质水溶液的酸性越强,越有利于气体电化学还原 |
B.a催化剂条件下,电还原的活化能约为 |
C.c催化剂条件下,电还原的活化能小于电还原的活化能,更容易发生的电还原 |
D.电还原为从易到难的顺序为c、a、b |
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解题方法
5 . 目前,处理烟气中常采用两种方法:碱液吸收法和还原法。
I.碱液吸收法
已知常温下:
第一步:用过量的浓氨水吸收,并在空气中氧化;
第二步:加入石灰水,发生反应 K。
(1)25℃时,溶液的pH___________ 7(填“>”“<”或“=”),并说明理由:___________ 。在该溶液中:______________________。___________
(2)0.1mol/L下列溶液中,溶液中由大到小的顺序是___________ 。
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
(3)第一步氧化的目的是将硫元素全部转化为,该过程中溶液pH___________ (填“升高”“不变”或“降低”)。
(4)计算第二步中反应的K=___________ 。
(5)测定一定浓度的溶液pH与温度的关系曲线如图所示,下列分析错误的是___________。
(6)用过量的溶液吸收的离子方程式:___________ 。
Ⅱ.水煤气还原法
已知:① ;
② ;
③CO的燃烧热。
(7)表示液态硫的燃烧热的热化学方程式为___________ 。
(8)反应②中,正反应活化能___________ (填“>”“<”或“=”)。
(9)在一定压强下,发生反应①。平衡时的转化率与投料比的比值、温度T的关系如图所示。比较平衡时CO的转化率:N___________ M(填“>”“<”或“=”,下同)。逆反应速率N___________ P。(10)某温度下,向10L恒容密闭容器中充入、2molCO和发生反应①、②,第5min时达到平衡,测得混合气体中、的物质的量分别为1.6mol、1.8mol。
①该温度下,反应②的平衡常数K为___________ 。(填数值)
②其他条件不变,在第7min时缩小容器体积,___________ (填“增大”“减小”或“不变”)。
I.碱液吸收法
已知常温下:
第二步:加入石灰水,发生反应 K。
(1)25℃时,溶液的pH
(2)0.1mol/L下列溶液中,溶液中由大到小的顺序是
① ② ③ ④ ⑤ ⑥
(3)第一步氧化的目的是将硫元素全部转化为,该过程中溶液pH
(4)计算第二步中反应的K=
(5)测定一定浓度的溶液pH与温度的关系曲线如图所示,下列分析错误的是___________。
A.c点水解程度最大 | B.水解是吸热过程 |
C.a→b段水解平衡向右移动 | D.b点溶液中的最大 |
(6)用过量的溶液吸收的离子方程式:
Ⅱ.水煤气还原法
已知:① ;
② ;
③CO的燃烧热。
(7)表示液态硫的燃烧热的热化学方程式为
(8)反应②中,正反应活化能
(9)在一定压强下,发生反应①。平衡时的转化率与投料比的比值、温度T的关系如图所示。比较平衡时CO的转化率:N
①该温度下,反应②的平衡常数K为
②其他条件不变,在第7min时缩小容器体积,
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6 . Ⅰ.NH3可用于处理有害气体氮氧化物(NOx),将NOx还原成N2和H2O。涉及主要反应的热化学方程式为4NH3(g) + 4NO(g) + O2(g)4N2(g) + 6H2O(g) ∆H = -1626kJ·mol-1。
(1)已知:该反应的焓变和熵变受温度影响很小,可视为常数。200℃时,该反应___________ 自发进行。
A.能 B.不能 C.缺少条件,无法判断
(2)在恒温恒容条件下,以下表述能说明该反应已经达到化学平衡状态的是___________。
(3)相同反应时间内,不同温度、不同氨氮比()条件下NO的转化率如图所示。
①420℃时NO转化率低于390℃时NO转化率的原因可能是___________ 。
②B点___________ (填“是”或“否”)达到化学平衡状态,理由是___________ 。
Ⅱ.NH3还可用做燃料。下表是氨气和氢气能源的部分性质:
(4)氮元素燃烧后生成的稳定产物为N2。请书写NH3燃烧的热化学方程式___________ 。
(5)结合表中数据分析,相较于氢气,氨气作为燃料的优点是___________ 。
(6)在理想条件下,氨气完全燃烧的产物为氮气和水,但在实际燃烧过程中会产生污染环境的有毒气体,请写出一个涉及的化学方程式___________ 。
(1)已知:该反应的焓变和熵变受温度影响很小,可视为常数。200℃时,该反应
A.能 B.不能 C.缺少条件,无法判断
(2)在恒温恒容条件下,以下表述能说明该反应已经达到化学平衡状态的是___________。
A.2v正(NH3) = 3v逆(H2O) | B.气体的平均相对分子质量不再变化 |
C.气体的密度不再变化 | D.N2和H2O的物质的量之比2:3 |
(3)相同反应时间内,不同温度、不同氨氮比()条件下NO的转化率如图所示。
①420℃时NO转化率低于390℃时NO转化率的原因可能是
②B点
Ⅱ.NH3还可用做燃料。下表是氨气和氢气能源的部分性质:
状态 | 热值(kJ/g) | 沸点(℃) | 密度(kg/L) | 液态能量密度(MJ/L) | |
氨气 | 气 | 18.6 | -33 | 0.6820 | 12.7 |
氢气 | 气 | 120 | -253 | 0.0708 | 8.5 |
(4)氮元素燃烧后生成的稳定产物为N2。请书写NH3燃烧的热化学方程式
(5)结合表中数据分析,相较于氢气,氨气作为燃料的优点是
(6)在理想条件下,氨气完全燃烧的产物为氮气和水,但在实际燃烧过程中会产生污染环境的有毒气体,请写出一个涉及的化学方程式
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解题方法
7 . 回答下列问题:
(1)常温常压下,已知的燃烧热为。写出表示燃烧热的热化学方程式_____________ ;
(2)科技工作者运用DFT计算研究在甲醇钯基催化剂表面上制氢的反应历程如图所示。其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
该历程中最大能垒活化能______ ,该步骤的化学方程式为________ 。
(3)一定条件下,利用甲烷可将还原为。在一密闭容器中充入、气体各,发生反应 。测得的平衡转化率随温度、压强的变化曲线如图所示,______ 0(填“>”“<”或“=”),_____ (填“>”“<”或“=”);点的压强平衡常数_______ (用平衡分压代替平衡浓度计算,气体的分压=气体总压强该气体的物质的量分数)。
(4)利用强氧化剂可以对烟气进行脱硫脱硝。在某工厂中,用溶液作氧化剂,控制,将烟气中和转化为高价含氧酸根离子。测得溶液在不同温度时,脱除率如下表:
请写出脱除原理的离子方程式___________ ;温度高于50℃时,脱除率逐渐降低,原因是___________ 。
(1)常温常压下,已知的燃烧热为。写出表示燃烧热的热化学方程式
(2)科技工作者运用DFT计算研究在甲醇钯基催化剂表面上制氢的反应历程如图所示。其中吸附在钯催化剂表面上的物种用*标注。
该历程中最大能垒活化能
(3)一定条件下,利用甲烷可将还原为。在一密闭容器中充入、气体各,发生反应 。测得的平衡转化率随温度、压强的变化曲线如图所示,
(4)利用强氧化剂可以对烟气进行脱硫脱硝。在某工厂中,用溶液作氧化剂,控制,将烟气中和转化为高价含氧酸根离子。测得溶液在不同温度时,脱除率如下表:
温度/℃ | 10 | 20 | 40 | 50 | 60 | 80 | |
脱除率% | 91.6 | 97.5 | 98.9 | 99.9 | 99.1 | 97.2 | |
NO | 76.5 | 77.2 | 78.9 | 80.1 | 79.9 | 78.8 |
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8 . 研究电解质在水溶液中的平衡能了解它的存在形式。已知部分弱酸的电离常数如下表:
(1)①常温下,pH相同的三种溶液HF、H2CO3、H2S,物质的量浓度最小的是_______ 。
②将少量H2S通入Na2CO3溶液,反应的离子方程式是_______ 。
③0.1mol·L-1的HF溶液,其电离百分数为8%,则该溶液的pH=_______ (已知lg2=0.3)
(2)25℃时,向足量的NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的离子方程式为_______ 。
(3)pH相同、体积相同的盐酸和氢氟酸两种溶液盐酸分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是_______ (填字母)。(①表示盐酸,②表示氢氟酸)
(4)烟气中的SO2可引起酸雨,可利用氢氧化钠溶液吸收。吸收SO2的过程中,溶液中H2SO3、、三者所占物质的量分数(a)随pH变化的关系如图所示。由图可知H2SO3第一级电离平衡常数Ka1=_______ 。
(5)25℃,101KPa时,1g氢气完全燃烧生成液态水,放出142.9kJ热量,请写出氢气燃烧热的热化学方程式_______ (结果取整数)。
化学式 | HF | H2CO3 | H2S | HCN |
电离平衡常数K(25℃) | 7.2×10-4 | Ka1=4.4×10-7 Ka2=9.1×10-11 | Ka1=9.1×10-8 Ka2=1.1×10-11 | K=4.9×10-10 |
(1)①常温下,pH相同的三种溶液HF、H2CO3、H2S,物质的量浓度最小的是
②将少量H2S通入Na2CO3溶液,反应的离子方程式是
③0.1mol·L-1的HF溶液,其电离百分数为8%,则该溶液的pH=
(2)25℃时,向足量的NaCN溶液中通入少量CO2,所发生反应的离子方程式为
(3)pH相同、体积相同的盐酸和氢氟酸两种溶液盐酸分别与足量的锌粉发生反应,下列关于氢气体积(V)随时间(t)变化的示意图正确的是
(4)烟气中的SO2可引起酸雨,可利用氢氧化钠溶液吸收。吸收SO2的过程中,溶液中H2SO3、、三者所占物质的量分数(a)随pH变化的关系如图所示。由图可知H2SO3第一级电离平衡常数Ka1=
(5)25℃,101KPa时,1g氢气完全燃烧生成液态水,放出142.9kJ热量,请写出氢气燃烧热的热化学方程式
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9 . 完成下列填空:
(1)水解的离子方程式为_______ ,在配制硫化钠溶液时可以加入少量的_______ (填化学式)以抑制其水解。
(2)硫酸铁水溶液呈_______ 性,原因是_______ 用离子方程式表示)。把溶液蒸干灼烧,最后得到的主要固体产物是_______ 。
(3)氢能是一种理想的绿色能源,有科学家预言,氢能有可能成为人类未来的主要能源。高纯氢的制备是目前的研究热点,包括氢的制备、储存和应用三个环节。
①适量在中完全燃烧,生成,放出的热量,请写出表示燃烧热的热化学方程式_______ 。
②与汽油相比,氢气作为燃料的有点是_______ 。
③下列反应均可获取。
反应I:
反应II:
反应III:
反应IV:
计算_______ 。
(1)水解的离子方程式为
(2)硫酸铁水溶液呈
(3)氢能是一种理想的绿色能源,有科学家预言,氢能有可能成为人类未来的主要能源。高纯氢的制备是目前的研究热点,包括氢的制备、储存和应用三个环节。
①适量在中完全燃烧,生成,放出的热量,请写出表示燃烧热的热化学方程式
②与汽油相比,氢气作为燃料的有点是
③下列反应均可获取。
反应I:
反应II:
反应III:
反应IV:
计算
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10 . 生产、生活中的化学反应都伴随着能量的变化。回答下列问题:
(1)分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下: ,则常温下,(单斜)与(斜方)中较稳定的是______ [填“(单斜)”或“(斜方)”]
(2)丙烷()常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成和过程中的能量变化图。写出丙烷燃烧的热化学方程式:______ ,丙烷的燃烧热()为_____ 。
(3)水煤气是由和组成的混合气体,在工业上常用作燃料。已知:;。现取(标准状况)水煤气,使其完全燃烧生成和,测得反应共放热,则水煤气中与的物质的量之比是___ 。
(4)盖斯定律:不管化学过程是一步完成或分多步完成,整个过程的总热效应相同。
①反应分两步进行:
(ⅰ)
(ⅱ)
下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是___ (填字母)。
A. B. C. D.
②已知:
若将液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为___ (用含的代数式表示)。
(5)下表中的数据表示断裂化学键需消耗的能量(即键能,单位为):
热化学方程式:,则键的键能为______ 。
(1)分子可形成单斜硫和斜方硫,转化过程如下: ,则常温下,(单斜)与(斜方)中较稳定的是
(2)丙烷()常用作运动会火炬燃料。如图是一定量丙烷完全燃烧生成和过程中的能量变化图。写出丙烷燃烧的热化学方程式:
(3)水煤气是由和组成的混合气体,在工业上常用作燃料。已知:;。现取(标准状况)水煤气,使其完全燃烧生成和,测得反应共放热,则水煤气中与的物质的量之比是
(4)盖斯定律:不管化学过程是一步完成或分多步完成,整个过程的总热效应相同。
①反应分两步进行:
(ⅰ)
(ⅱ)
下列示意图中,能正确表示总反应过程中能量变化的是
A. B. C. D.
②已知:
若将液态无水酒精完全燃烧,并恢复到室温,则整个过程中放出的热量为
(5)下表中的数据表示断裂化学键需消耗的能量(即键能,单位为):
化学键 | ||
键能 | 436 | 431 |
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