- 热化学方程式
- 共127题
为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g),
(1)上图表示该反应过程中能量变化,则该反应为 反应(填“吸热”或“放热”),判断依据是 ;
(2)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下图所示的电池装置。
①该电池正极的电极反应式为: ;
② 工作一段时间后,测得溶液的pH减小,该电池总反应的化学方程式为: ;
(3)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH = -1275.6 kJ/mol
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) ΔH = -566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式: ;
(4)为了消除污染,在一定条件下,向含有甲醇的废水中加入一定量的稀硝酸,会有N2等物质生成。若参加反应的氧化剂和还原剂的物质的量之比为6∶5,写出该反应的化学方程式 ;在此反应过程中若消耗32 g 甲醇,将转移
mol 电子。
正确答案
见解析。
解析
(1)放热; 生成物总能量低于反应物总能量 ;
(2) ① O2 + 2H2O + =
;
② 2CH3OH + 3O2 + 4KOH = 2K2CO3 + 6H2O ;
(3)CH3OH(l) + O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) ΔH =﹣442.8 kJ∕mol ;
(4)5CH3OH + 6HNO3 = 3N2 ↑ + 5CO2 ↑ + 13H2O ; 6 。
知识点
在构成宇宙万物的一百多种元素中,金属约占了80%,它们在现代工业和新材料、新技术研究中具有至关重要的意义。现有a、b、c、d四种金属元素,a是人体内含量最多的金属元素,b是地壳中含量最多的金属元素,c是海水中含量最多的金属元素,d是人类冶炼最多的金属元素。
(1)元素a在元素周期表中的位置为 ;a原子的核外能量不同的电子有 种。
(2)下列可以证明b、c金属性强弱的是 。
A,最高价氧化物对应水化物的溶解性:bc
B,单质与水反应的剧烈程度:bc
C,相同条件下,氯化物水溶液的pH值:bc
D,c可以从b的氯化物水溶液中置换出b
(3)人类冶炼d的时候一般得到的是d的合金,潮湿环境中其表面会产生一层水膜,从而发生腐蚀。下列关于该腐蚀的说法正确的是 。
A,腐蚀过程中,一定会有气体放出
B,腐蚀过程中,水膜的碱性会增强
C,在酸性条件下,负极的电极反应式为:
D,与电源的负极相连,可以防止发生这种腐蚀
(4)d单质在高温下会与水蒸气反应生成一种黑色固体和一种易燃性气体,且每生成1 mol该易燃气体放出37.68 kJ热量,请写出此反应的热化学方程式: 。
正确答案
(1) 第四周期ⅡA族 ) 6种
(2) BC
(3) BD
(4)3Fe (s) + 4H2O (g) → Fe3O4 (s) +4H2 (g) +150.72kJ
解析
略
知识点
根据碘与氢气反应的热化学方程式,下列判断正确的是
① I2(g)+ H2(g) 2HI(g) △H=-9.48 kJ/mol
② I2(s)+ H2(g) 2HI(g) △H=+26.48 kJ/mol
正确答案
解析
略
知识点
开发、使用清洁能源发展“低碳经济”,正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)已知:①2CH3OH(l)+ 3O2(g)= 2CO2(g)+ 4H2O(g)ΔH1 = –1275.6 kJ·mol– 1
②2CO(g)+ O2(g)= 2CO2(g) ΔH2 = –566.0 kJ·mol– 1
③H2O(g)= H2O(l) ΔH3 = –44.0 kJ·mol– 1写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式:__________。
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g)+ H2O(g)CO(g)+ 3H2(g)
① 一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则,Pl P2;A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小顺序为__________。(填“<”、“>”“=”)
② 100℃时,将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为100 L的反应室,反应达平衡的标志是:__________。
A. 容器内气体密度恒定
B. 单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2
C. 容器的压强恒定
D. 3v正(CH4)= v逆(H2)
如果达到平衡时CH4的转化率为0.5,则100℃时该反应的平衡常数K =__________。
(3)某实验小组利用CO(g)、O2(g)、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置,负极的电极反应式为__________。用该原电池做电源,常温下,用惰性电极电解200 mL饱和食盐水(足量),消耗的标准状况下的CO 224 mL,则溶液的pH =__________。(不考虑溶液体积的变化)
(4)氢氧燃料电池的三大优点是:__________、__________、能连续工作。
正确答案
(1)CH3OH(l)+ O2(g)= CO(g)+ 2H2O(l)ΔH = –442。8 kJ·mol– 1
(2)① <; KC> KB >KA;②CD 2.25×10– 4mol2·mol– 2
(3)CO + 4OH– → + 2H2O + 2e–;13
(4)污染少、能量利用率高
解析
略。
知识点
I: 已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)十3O2(g) 2CO2(g)+4H2O(g) △H= -1275.6 kJ·mol—1
② H2O(l) H2O(g) △H=+ 44.0 kJ.mo—1
写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式 。
II:磷酸(H3PO4)在水溶液中各种存在形式物质的量分数δ随pH的变化曲线如下图:
(1)在Na3PO4溶液中,c(Na+)/c(PO43-) 3(填“>”“=”“<”),向Na3PO4溶液中滴入稀盐酸后 ,pH从10降低到5的过程中发生的主要反应的离子方程式为 。
(2)从图中推断NaH2PO4溶液中各种微粒浓度大小关系正确的是 。(填选项字母)
a、 C(Na+)> C(H2PO4 -)> C(H+)> C(HPO4 2-)> C(H3PO4 )
b、 C(Na+)> C(H2PO4 -)> C(OH-)> C( H3PO4)> C(HPO4 2- )
c、 C(H+)+ C(Na+)=C(OH-)+C(H2PO4-)+2C(HPO42-)+3C(PO43-)+C(H3PO4 )
d、 C(Na+)=C(H2PO4-)+C(HPO42-)+C(PO43-)+C(H3PO4 )
(3)假设25℃条件下测得0.1 mol·L–1的Na3PO4溶液的pH=12 ,近似计算出Na3PO4的第一步水解的水解常数Kh (写出计算过程,忽略Na3PO4的第二、第三步水解,结果保留两位有效数字)。
III,化学在环境保护中起着十分重要的作用,电化学降解法可用于治理酸性水中的硝酸盐污染。电化学降解NO3-的原理如下图所示。
电源正极为 (填A或B),阴极反应式为 。
正确答案
见解析
解析
I:CH3OH(g)+3/2 O2(g)= CO2(g)+2H2O(l) △H=-725.8kJ/mol (2分)
II:(1)> HPO4 2- + H+ === H2PO4 - (每空2分,共4分)
(2)ad(2分)
(3)PO43- + H2O HPO4 2- + OH- (1分)
起始浓度(mol·L–1): 0.1 0 0
变化浓度(mol·L–1): 0.01 0.01 0.01
平衡浓度(mol·L–1): 0.09 0.01 0.01 (1分)
Kh === C (HPO4 2-)× C(OH-)/ C( PO43- )=== 0.01 × 0.01 / 0.09 === 1.1 × 10 -3 mol·L–1
(2分,共4分)
II: A
2NO3-+10e-+12H+=6H2O +N2↑ (每空2分,共4分)
知识点
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