- 化学反应与能量
- 共8781题
(6分)发射卫星用N2H4为燃料,NO2为氧化剂,两者反应生成N2和水蒸气, 已知
N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ⊿ H1 = + 67.7kJ/mol;
N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g) ⊿ H2 = - 534kJ/mol;
2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) ⊿ H3 = - 484kJ/mol;
H2(g)+F2(g)=2HF(g) ⊿ H4 = - 538kJ/mol
写出N2H4与 NO2反应的热化学方程式________________________________________,
写出N2H4与F2反应的热化学方程式__________________________________________。
正确答案
(1)2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=–1135.7 kJ·mol-1,
(2)N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g) ΔH=–1126kJ·mol-1。
试题分析:若:(1) N2(g)+2O2(g)=2NO2(g) ⊿ H1 = + 67.7kJ/mol;
(2) N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O(g) ⊿ H2 = - 534kJ/mol;
(3) 2H2(g)+ O2(g)= 2H2O(g) ⊿ H3 = - 484kJ/mol;
(4) H2(g)+F2(g)=2HF(g) ⊿ H4 = - 538kJ/mol
把(2)´2-(1),运用盖斯定律可得:
2N2H4(g)+2NO2(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=- 534kJ/mol´2-67.7kJ/mol= –1135.7kJ·mol-1
把(2)-(3)-(4)´2,运用盖斯定律可得:
N2H4(g)+2F2(g)=N2(g)+4HF(g)
ΔH=- 534kJ/mol-(- 484kJ/mol)-(- 538kJ/mol)´2= –1126kJ·mol-1
点评:本题考查用盖斯定律进行有关反应热的计算。要求学生对盖斯定律掌握较好。
能源是人类社会生活和社会发展的基础。请阅读以下材料,回答有关问题:
小题1:在农村推广建造沼气池,不仅能有效地利用 能,还能为农业生产提供优良的肥料。已知标准状况下11.2L甲烷完全燃烧生成液态水时放出445kJ的热量,请写出甲烷燃烧的热化学方程式 。
小题2:某研究人员设计了如右图甲所示的甲烷燃料电池。则该燃料电池的负极是 (填a或b),正极反应为 。若以该电池为电源,石墨为电极电解CuCl2溶液(如右图乙所示),则Y极上发生的电极反应式为 。若电解过程中共消耗标准状况下甲烷0.56L,则理论上可析出金属铜 g。
正确答案
小题1:生物质; CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) △H=-890KJ/mol。
小题2:a; O2+4H++4e-=2H2O ; 2Cl--2e-=Cl2 ↑ ; 6.4
小题1:考查能量的相互转化以及热化学方程式的书写。有机物在一定条件下,通过微生物发酵作用可产生沼气,该过程利用的是生物质能。标准状况下11.2L甲烷是0.5mol,所以甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) △H=-890KJ/mol。
小题2:在燃料电池中负极是失去电子,发生氧化反应,所以甲烷在负极通入,所以a是负极,b是正极。根据装置图的结构可判断,正极电极反应式为2O2+8H++8e-=4H2O,负极反应式为CH4-8e-+2H2O=CO2+8H+。Y和电源的正极相连,作阳极,溶液中的阴离子氯离子在阳极放电,发生氧化反应生成氯气,电极反应式为2Cl--2e-=Cl2 ↑,阴极铜离子放电,发生还原反应生成铜,电极反应式为Cu2++2e-=Cu。0.56L甲烷失去的电子是,根据得失电子守恒可知,生成的铜是
,质量是0.1mol×64g/mol=6.4g。
(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ:CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH="+206.0" kJ·mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH="-129.0" kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(2)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置实现上述过程:
①写出阳极电极反应式: 。
②写出除去甲醇的离子方程式: 。
(3)写出以NaHCO3溶液为介质的Al—空气原电池的负极反应式: 。
(4)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图:
①电源的负极为 (填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为 。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将 ;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为 g (忽略气体的溶解)。
正确答案
(1)CH4(g)+H2O(g)=CH3OH (g)+H2(g) ΔH="+77.0" kJ·mol-1
(2)①Co2+-e-=Co3+
②6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+
(3) Al-3e-+3HC=Al(OH)3↓+3CO2↑
(4)①B ②2Cl--2e-=Cl2↑、CO(NH2)2+3Cl2+H2O=CO2+N2+6HCl
③不变 7.2
(1)Ⅰ:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH="+206.0" kJ·mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH="-129.0" kJ·mol-1
Ⅰ+Ⅱ得:CH4(g)+H2O(g)=CH3OH(g)+H2(g) ΔH="+77.0" kJ·mol-1
(2)根据反应原理,通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化,则通电时Co2+失电子,阳极的电极反应式为Co2+-e-=Co3+。除去甲醇的离子方程式6Co3++CH3OH+H2O=CO2↑+6Co2++6H+。
(3)Al—空气原电池铝作负极,失电子生成铝离子,和碳酸氢钠反应生成氢氧化铝和二氧化碳。负极:Al-3e-+3HC=Al(OH)3↓+3CO2↑。
(4)①由图可知产生Cl2的电极为阳极,故A为正极,B为负极。②阳极室发生的反应首先为2Cl--2e-=Cl2↑。由产物CO2、N2可知CO(NH2)2在此室被氧化,Cl2被还原,故反应为CO (NH2)2+3Cl2+H2O=CO2+N2+6HCl。③阴极发生2H++2e-=H2↑,同时阳极室HCl电离出的H+通过质子交换膜进入阴极室,从而使阴极室H+浓度保持不变,即pH与电解前相比不变。两极共收集到的气体n(气体)=="0.6" mol,由:
CO(NH2)2~3Cl2~3H2~CO2~N2
60 g 5 mol
m[CO(NH2)2] 0.6 mol
得:m[CO(NH2)2]=="7.2" g。
(1)如图表示金刚石、石墨在相关反应过程中的能量变化关系。
写出石墨转化为金刚石的热化学方程式 。
(2)已知:Ti(s)+2Cl2(g)TiCl4(l)ΔH="-804.2" kJ/mol
2Na(s)+Cl2(g)="2NaCl(s)" ΔH="-882.0" kJ/mol
Na(s)="Na(l)" ΔH="+2.6" kJ/mol
则TiCl4(l)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)的ΔH= kJ/mol。
(3)已知:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)ΔH="-a" kJ/mol
②CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)ΔH="-b" kJ/mol
③H2O(g)=H2O(l) ΔH="-c" kJ/mol则:2CO(g)+O2(g)2CO2(g)的ΔH= kJ/mol。
(4)工业上在催化剂作用下可利用CO合成甲醇:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),下图表示反应过程中能量的变化情况。
在图中,曲线 (填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于 (填“吸热”或“放热”)反应。
正确答案
(1)C(石墨,s)C(金刚石,s) ΔH="+1.9" kJ/mol
(2)-970.2 (3)(-a+2b-4c) (4)b 放热
(1)由图像可写出①C(金刚石,s)+O2(g)=CO2(g)ΔH="-395.4" kJ/mol。②C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH="-393.5" kJ/mol,由②-①得C(石墨,s)=C(金刚石,s),其ΔH="-393.5" kJ/mol-(-395.4 kJ/mol)="+1.9" kJ/mol。
(2)根据盖斯定律可将(第二个热化学方程式×2)减去(第一个热化学方程式)再减去(第三个热化学方程式×4)得,ΔH="-882.0" kJ/mol×2-(-804.2 kJ/mol)-(+2.6 kJ/mol)×4="-970.2" kJ/mol。
(3)将①-②×2+③×4得:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH="-a" kJ/mol-(-b kJ/mol×2)+(-c kJ/mol×4)=(-a+2b-4c)kJ/mol。
(4)根据图示可知反应物的总能量大于生成物的总能量,故该反应是放热反应,加入催化剂改变反应历程,降低反应所需的活化能,故b曲线表示使用了催化剂。
(10分)试回答下列各问题:
(1)如图Ⅰ所示是1 mol NO2和CO反应生成 CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式: 。
(2)化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关。
①已知:H2(g)+Cl2(g) ="==" 2HCl(g) ΔH="-185" kJ/mol;
键能ΔH298(H—H)="436" kJ/mol,ΔH298(Cl—Cl)="247" kJ/mol,则ΔH298(H—Cl)= 。
②图Ⅱ表示氧族元素中的氧、硫、硒(Se)、碲生成氢化物时的焓变数据,根据这组焓变数据可确定a、b、c、d分别代表的元素,试写出硒化氢发生分解反应的热化学方程式: 。
(3)已知: ①Fe2O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) ΔH="-a" kJ/mol
②3Fe2O3(s)+CO(g) 2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH="-b" kJ/mol
③Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) ΔH="+ckJ/mol"
则FeO(s) +CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH=- 。
正确答案
(1)NO2(g)+CO(g) ="==" NO(g)+CO2(g) ΔH="-234" kJ/mol
(2)①434 kJ/mol。②H2Se(g) ="==" Se(s)+H2(g) ΔH="-81" kJ/mol
(3)ΔH= -1/6(3a-b+2c)kJ/mol
(1)根据图Ⅰ可知反应物的总能量高于生成物的总能量,是放热反应,放出的热量是368kJ/-134 kJ=234 kJ,所以热化学方程式为NO2(g)+CO(g) ="==" NO(g)+CO2(g) ΔH="-234" kJ/mol。
(2)②反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,因此ΔH="=436" kJ/mol+247 kJ/mo-2X=-185 kJ/mo,解得X=434 kJ/mol。
①非金属性越强,和氢气化合越剧烈,放出的热量就越多。所以a、b、c、d分别代表的元素是碲、硒(Se) 、硫、氧。生成硒化氢的反应是吸热反应,则逆反应就是放热反应,所以硒化氢发生分解反应的热化学方程H2Se(g) ="==" Se(s)+H2(g) ΔH="-81" kJ/mol。
(3)根据盖斯定律可知,①×3-②-③×2即得到6FeO(s) +6CO(g) 6Fe(s)+6CO2(g),所以反应热为ΔH= -(3a-b+2c)kJ/mol。
请用适当的化学用语填空。
(1)Na2CO3水解的离子方程式: ;
(2)H2S电离方程式: ;
(3)AlCl3水解的离子方程式: ;
(4)在25℃、101 kPa下,l g甲烷完全燃烧生成CO2和液态水时放热55.6 kJ热量,写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式: ;
(5)碱性氢氧燃料电池的两极电极方程式
负极: ;
正极: 。
(6)写出NaHCO3溶液中的离子浓度关系
c(H+)+c(Na+)= ;
c(Na+)= 。
正确答案
(1) CO32- + H2O OH- + HCO3-
(2)H2S H+ + HS-
(3)Al3+ + 3H2OAl(OH)3 ↓+3H+
(4)CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH=-889.6 kJ/mol
(5)2H2 – 4e- + 4OH- = 4H2O O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
(6)c(Na+)+c(H+)= c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-) c(Na+)= c(HCO3-)+ c(CO32-)+ c(H2CO3)
试题分析:(1)Na2CO3水解就是弱离子CO32-水解,CO32- + H2O OH- + HCO3-
(2)H2S是弱酸,分步电离,以第一步为主H2S H+ + HS-
(3)AlCl3水解就是弱离子Al3+水解:Al3+ + 3H2OAl(OH)3 ↓+3H+;
(4)甲烷燃烧热的热化学方程式必须写出的是1mol甲烷燃烧的热化学方程式:CH4(g) + 2O2(g) = CO2(g) + 2H2O(l) ΔH=-889.6 kJ/mol
(5)碱性氢氧燃料电池的两极电极方程式分别是:负极:2H2 – 4e- + 4OH- = 4H2O 正极: O2 + 4e- + 2H2O = 4OH-
(6)列电荷守恒的式子,c(H+)+c(Na+)= c(OH-)+2c(CO32-)+c(HCO3-);物料守恒的式子c(Na+)= c(HCO3-)+ c(CO32-)+ c(H2CO3)。
(12分)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g)的ΔH1=-99 kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)该反应属于________反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)图中C表示 。
(3)从化学键的角度分析,F代表什么意义?F ;
(4)改变反应条件可改变E值大小,如加入V2O5作催化剂,可使E值减小。E的大小对该反应的反应热有 。(无影响、有影响、不确定)
(5)图中ΔH=________kJ·mol-1。
(6)若已知1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(l)的ΔH2=-Q kJ·mol-1,则ΔH1______ΔH2(填“>”、“<”或“=”)。
正确答案
(1)放热 (2)生成物的总能量 (3) 形成新键释放的能量
(4)无影响 (5)-198 (6) >
图像先看清横纵轴:横轴表反应过程,纵轴表物质的能量
(1)分析图像,得:A点表反应物总能量,C点表生成物总能量;反应物总能量高于生成物总能量,故该反应属于放热反应;
(3)B点表过渡态能量,则F为过渡态与产物的能量差,即代表形成新键释放的能量;
(4)E值称为反应的活化能,加催化剂能降低反应的活化能,但不影响该反应
的反应热ΔH;
(5)在热化学方程式中:物质的计量系数表示参加该反应的各物质的物质的量,图中参加反应的SO2为2mol,故ΔH=-99×2kJ·mol-1;
(6)可认为:先1 mol SO2(g)氧化为1 mol SO3(g);再1 mol SO3(g)生成1 mol SO3(l),该反应放热;所以ΔH2的绝对值=ΔH1的绝对值+1 mol SO3(g)生成1 mol SO3(l)时放出的热量,即:ΔH2的绝对值>ΔH1的绝对值,而两者均为负数,则去掉绝对值后,ΔH2<ΔH1;
已知1molCaCO3分解需要吸收178kJ 热量,1mol焦炭完全燃烧放出393.5kJ ,试回答下列问题
(1)写出碳酸钙分解的热化学反应方程式
(2)试计算如果0.5t CaCO3煅烧成CaO(s),在理论上要用焦炭多少千克
正确答案
(5分)(1)CaCO3(s)=" CaO(s)+" CO2(g),△H="+178kJ/mol" (2)27.14kg
试题分析:(1)1molCaCO3分解需要吸收178kJ 热量,则该反应的热化学方程式是CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(g),△H=+178kJ/mol。
(2)0.5t CaCO3的物质的量是500000g÷100g/mol=5000mol
实验需要吸收的能量是5000mol×178kJ/mol=890000kJ
因此理论上要用焦炭的物质的量是890000÷393.5=2261.8mol
质量是2261.8mol×12g/mol=27141g=27.14kg
点评:该题是基础性试题的考查,也是高考中的常见题型和考点。试题基础性强,侧重对学生基础性知识的巩固与训练,有利于培养学生的逻辑推理能力,提高学生分析问题、解决问题的能力,也有助于培养学生的规范答题能力。
(12分)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量的N2和水蒸气,并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65kJ的热量。
(1)写出该反应的热化学方程式__________________________________________。
(2)已知H2O(l)====H2O(g);△H=+44kJ·mol-1,则16 g液态肼燃烧生成氮气和液态水时,放出的热量是________kJ。
(3)上述反应应用于火箭推进剂,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是________________________。
(4)已知N2(g)+2O2(g)="===2" NO2(g);△H="+67.7" kJ·mol-1, N2H4(g)+O2(g)="==" N2(g)+2H2O (g);△H=—534 kJ·mol-1,根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式_____________________。
正确答案
略
(1)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
写出该反应的热化学方程式:________________。
(2)二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:
甲醇合成反应:
(ⅰ)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1=-90.1 kJ·mol-1
(ⅱ)CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH2=-49.0 kJ·mol-1
水煤气变换反应:
(ⅲ)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH3=-41.1 kJ·mol-1
二甲醚合成反应:
(ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=-24.5 kJ·mol-1
由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_______________。
根据化学反应原理,分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_________________。
正确答案
(1)N2(g)+O2(g)=2NO(g)ΔH=+183 kJ/mol;
(2)2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g);ΔH=-204.7 kJ/mol
一是使平衡向右移动,从而提高二甲醚的产率;二是使反应物浓度增大,有利于提高反应速率。
(1)ΔH=945 kJ/mol+498 kJ/mol-2×630 kJ/mol=+183 kJ/mol;
(2)CO与H2反应直接得到二甲醚的反应方程式为2CO+4H2―→H2O+CH3OCH3,由2×(ⅰ)+(ⅳ)即可得到此反应的热化学方程式:2CO(g)+4H2(g)=H2O(g)+CH3OCH3(g) ΔH=-204.7 kJ·mol-1。增大压强对本反应的影响表现在两个方面:一是使平衡向右移动,从而提高二甲醚的产率;二是使反应物浓度增大,有利于提高反应速率。
(8分)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用做燃料。
已知:CH3OH(1) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(g) △H = -443.64 kJ·mol-1
2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) △H =-566.0 kJ·mol-1
(1)试写出2molCH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式:
(2)科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以强碱做电解质溶液的新型手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电,据此回答下列问题:
甲醇在 极反应;O2一极发生的电极反应方程式为
(3)若用该电池在某金属表面镀铜,若待镀金属的质量增加了6.4g,则至少消耗甲醇的质量为 g。
正确答案
(1) 2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g);△H =-1453.28kJ·mol-1
(2)负 极;电极反应方程式为O2+4e-+2H2O=4OH-
(3) 1.07 g。
CH3OH(1) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(g) △H1= -443.64 kJ·mol-1
2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) △H 2=-566.0 kJ·mol-1
2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g);△H =2△H1-△H 2=-1453.28kJ·mol-1
还原剂做负极,氧化剂做正极,O2+4e-+2H2O=4OH-
铜的物质的量为0.1mol , 至少消耗甲醇的质量为1.07g
(1)在25℃、101kPa下,16g甲烷燃烧生成CO2和液态水时放热889.6kJ。则表示甲烷燃烧的热化学方程式为_________________________________________________。
(2) 下列说法正确的是(填序号)__ __:(漏选得1分,错选、多选得0分)
离平衡;
E. 除去溶液中的Mg2+,用OH-沉淀Mg2+比用CO32-效果好,说明Mg(OH)2的溶解度比
MgCO3的大;
正确答案
(1)CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) △H=—889.6kJ/mol
(2)ABD
试题分析:(1)16g甲烷的物质的量为1mol,因此甲烷燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l) △H=—889.6kJ/mol
(2)C、电解饱和食盐水,阳极发生的反应为:Cl--2e-=Cl2.
E、Mg(OH)2的溶解度比MgCO3的小,可以降低Mg2+的消耗。因此答案为ABD。
点评:对热化学方程式的书写,是高考的必考内容,书写时应特别注意与普通化学方程式的区别。而电解质溶液,则需考虑弱电解质的电离与水解。
已知下列反应的平衡常数:
(1)HCNH+ + CN-, K(1)Θ =" 4.9" ×10-10
(2)NH3 + H2O NH4+ + OH-, K(2)Θ =" 1.8" ×10-5
(3)H2OH+ + OH-, KwΘ =" 1.0" ×10-14算出NH3 + HCN
NH4+ + CN-, 反应平衡常数的K值是_________________
正确答案
KΘ= K(1)Θ´K(2)Θ / KwΘ= 0.88
根据盖斯定律可知,(1)+(2)-(3)即得到NH3 + HCN NH4+ + CN-,所以该反应的平衡常数K= K(1)Θ´K(2)Θ / KwΘ= 0.88。
(11分)以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据:
反应I: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H = —49.0 kJ·mol-1
反应II:2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H =" —173.6" kJ·mol-1
(1)写出由CH3CH2OH+_____2CH3OH的热化学方程式为:__________________。
(2)在一定条件下,对于反应I:在体积恒定的密闭容器中,达到平衡的标志是__ (填字母)
a.CO2和CH3OH 浓度相等 b.H2O的百分含量保持不变
c.H2的平均反应速率为0 d.v正(CO2)=3v逆(H2)
e.混合气体的密度不再发生改变
f. 混合气体的平均相对分子质量不再发生改变
如果平衡常数K值变大,该反应 (填字母)
a.一定向正反应方向移动 b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c.一定向逆反应方向移动 d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是 (填字母) ,
达到平衡后,想提高H2转化率的是_______________(填字母)
a、降低温度 b、补充H2 c、移去甲醇 d、加入催化剂
(3)在密闭容器中,对于反应II中,研究员以生产乙醇为研究对象,在5MPa、m= n(H2)/n(CO2)=3时,测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图所示,则表示CH3CH2OH体积分数曲线的是 ;表示CO2的体积分数曲线的是 。
(4)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。上图是反应:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线,若催化剂的表面积S1>S2 ,在上图中画出NO的浓度在T1、S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线,并注明条件。
正确答案
(1)CH3CH2OH(g)+H2O(g)= 2CH3OH(g) H = +75.6 kJ·mol-1
(2)bcf ,ad ,bd ac
(3) I III (2分)
(4)
试题分析:(1)I×2-II得CH3CH2OH(g)+H2O(g)= 2CH3OH(g) ΔH = +75.6 kJ·mol-1
(2)不能用反应达平衡时物质浓度之间的关系来判断达平衡,a错误,可逆反应达平衡时为动态平衡,速率不为0,c错误,CO2与H2的计量系数之比为1:3,所以v正(CO2)=3v逆(H2)正逆反应速率不等,d错误。所以bef可以判断达平衡的标志。I反应为放热反应,K增大,说明降温,平衡正向移动,因此选ad。想提高CO2的反应速率,可以升高温度,增大压强,增加浓度,使用催化剂,因此选bd。提高H2转化率,平衡要正向移动,因此选ac。
(3)反应II为放热反应,随着温度升高,乙醇的体积分数应该减小,根据反应可知CO2和H2即使完全转化,乙醇的体积分数最大也只有25%,所以曲线I是表示乙醇体积分数。随着温度升高,CO2的体积分数应该增大,CO2最大的体积分数不能超过25%,所以曲线III是表示CO2体积分数。
(4)催化剂表面变小,催化效果变差,速率减慢,但是催化剂不能改变平衡,所以T1的温度下达平衡,NO的浓度不变,但是达平衡的时间增加,所以变化曲线如图。
(8分)已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g) ===2H2O(l) △H=-571.6 kJ•mol-1
C3H8(g)+5O2(g) ===3CO2(g)+4 H2O(l) △H=-2 220 kJ•mol-1
试回答下列问题:
(1)H2的燃烧热为______________,当C3H8完全燃烧生成1mol水的反应热为______________。
(2)1mol H2和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为____________。
(3)现有H2和C3H8的混合气体5 mol,完全燃烧时放出热量3847 kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比为____________。
正确答案
(8分)(1)285.8 kJ•mol-1 -555 kJ•mol-1 (2)4725.8 kJ (3)3:1
考查反应热的有关计算。
(1)燃烧热是在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,所以根据热化学方程式可知,氢气的燃烧热是571.6 kJ•mol-1÷2=285.8 kJ•mol-1;根据热化学方程式可知,1mol丙烷完全燃烧生成4mol液态水时放热是2 220 kJ,所以当C3H8完全燃烧生成1mol水的反应热为-2 220 kJ•mol-1÷4=-555 kJ•mol-1。
(2)根据热化学方程式可知,1mol H2完全燃烧放出的热量是285.8 kJ。而1mol丙烷完全燃烧生成4mol液态水时放热是2 220 kJ,所以2mol丙烷完全燃烧放热是2 220 kJ×2=4440kJ,因此1mol H2和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为285.8 kJ+4440kJ=4725.8 kJ。
(3)设混合气体中H2和C3H8的物质的量分别是x和y,则x+y=5mol。根据热化学方程式可知285.8 kJ•mol-1×x+2 220 kJ•mol-1×y=3847 kJ,解得x=3.75mol,y=1.25mol,所以混合气体中H2和C3H8的体积比为3︰1。
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