- 化学反应与能量
- 共8781题
(1)能源是当今社会发展的三大支柱之一。天然气是一种高效、低耗、污染小的清洁能源,主要成分为甲烷,甲烷燃烧的化学方程式为:__________ , 标准状况下,11.2L甲烷燃烧时,转移电子的物质的量为__________ mol。 在如下图构想的物质循环中太阳能最终转化为 _________能。
(2)钢铁的腐蚀现象非常普遍,电化学腐蚀是造成钢铁腐蚀的主要原因,某同学按下图进行钢铁腐蚀的模拟,则负极的电极反应式为________ , 正极的电极反应式为 _________。 【提示:电化学的总反应式为2Fe+2H2O+O2==2Fe(OH)2】
(3)海水化学资源的开发利用具有重要的意义和作用,下图是海带中提取碘的示意图:
操作①的名称是_________ ;反应②的离子方程式是__________ ,下述物质中不可做试剂③的是____________ 。
A.乙醇
B.苯
C.乙酸
D.四氯化碳
正确答案
(1)CH4 +2O2 CO2 +2H2O;4; 热。
(2)2Fe - 4e- == 2Fe2+, O2 + 2H2O + 4e- = 4OH- (3)溶解、过滤; H2O2 +2I-+2H+ = 2H2O + I2; AC。
阅读材料,回答问题:
(1)某无色液体A,通电时生成无色气体B和C,B能使带火星的木条着火,C能在空气中燃烧,发出淡蓝色火焰且只生成A。则B、C的化学式分别为____________________。
(2)若已知每摩尔气体C燃烧后生成A气体时放出285.8kJ的热量,试写出其燃烧的热化学方程式:
____________________。
(3)有人认为,气体C是一种优质能源,你认为气体C作为能源的最突出的优点是__________________。
(4)也有人认为气体C作为能源是不现实的,你的意见呢?你如果认为现实,答出现实的理由。如果认为不现实,则答出不现实的理由。(不少于20字) ________________________________________
正确答案
(1)O2、H2
(2)2H2(g)+O2(g)==2H2O(g) ΔH=-571.6kJ/mol
(3)燃烧的产物是水,不会给环境带来任何污染
(4)不现实,现有的制取氢气方法耗能大,制取的成本太高,另外是氢气的熔沸点太低,给储存和运输带来困难(若答“现实”,答案合理即可)
凡是能提供某种形式能量的物质,或是物质的各种各样运动,统称为能源.下面是一组关于能源的问题,请完成下列题目.
(1)“能源分类的相关图”如上图所示,四组能源选项中全部符合图中阴影部分能源的是______
A.煤炭、石油、沼气
B.水能、生物能、天然气
C.太阳能、风能、潮汐能
D.地热能、海洋能、核能
(2)煤、石油、天然气和生物能作为能源的共同特点是______
A.可再生能源,取之不尽、用之不竭
B.不可再生能源,用一点,少一点
C.来自太阳辐射的能量
D.污染环境的能源
(3)煤、石油、天然气和生物能资源的能量形成和转换利用过程基本上是______
A.太阳能辐射→化学能→热能
B.太阳能辐射→机械能→电能
C.生物能→电能→化学能→热能
D.太阳能辐射→机械能→化学能.
正确答案
(1)地热能是来自地球内部的能量,因此选项D错误.天然气、石油、煤等属于不可再生的能源,用一点,少一点,因此选项A、B错误,故C正确,故答案为:C;
(2)煤、石油、天然气属于不可再生能源,用一点,少一点,而且其废弃物以及在利用的过程中所放出的气体对自然界造成了很大的污染,如汽车尾气、煤烟、煤渣等;而生物能源取之不尽、用之不竭,只要合理地应用不会对自然界造成污染.因此,选项A、B、D是错误的,故C正确.故答案为:C;
(3)煤、石油、天然气和生物能均来源于太阳能,转换利用时由化学能转化为热能,故A正确.故答案为:A.
阅读材料,回答问题:
(1)某无色液体A,在通电条件下能生成无色气体B和C,B能使带火星的木条复燃,C能在空气中燃烧,发出淡蓝色火焰且只生成A,组成A的两种均元素还可以组成原子个数比为1:1的化合物D,则D电子式为
__________________。
(2)能源可分为一次能源和二次能源。自然界以现存形式提供的能源称为一次能源;需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。你认为C作为能源应称__________次能源。有人认为气体C是一种优质能源,你认为C作为能源最突出的优点______________________。
(3)若已知1g气体C燃烧生成液体A时放出142.9KJ热量,试写出其燃烧的热化学方程式__________________________________。
正确答案
(1)
(2)二;无污染
(3)2H2(g)+O2(g)==2H2O(l) △H=-571.6kJ·mol-1
我国有丰富的天然气资源。以天然气为原料合成尿素的主要步骤如图所示(图中某些转化步骤及生成物未列出):请填写下列空白:
(1)已知0.5mol甲烷和 0.5 mol水蒸气在t℃,p kPa时,完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气),吸收了
a kJ热量。该反应的热化学方程式是____________________
(2)上述流程中,工业上分离H2、CO2合理的方法是__________
A.混合气先通入氢氧化钠溶液,再在溶液中加盐酸
B.混合气加压冷却,使CO2液化
C.混合气用氨水洗涤
D.混合气先通入到石灰浆,然后高温煅烧固体
(3)为了保证氨气顺利合成,在空气进入合成塔之前必须对空气进行_________,目的是_____________;在合成氨的实际生产过程中,常采取将生成的氨从混合气体中分离出来,分离出来氨的方法:____________________
(4)合理地利用资源不仅可以提高经济效益,而且也是对社会、对全人类负责的表现,请用线段和箭头画出图中的两处合理利用资源情况。
正确答案
(1)CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+2a kJ/mol
(2)BC
(3)净化;防止空气中某些杂质使催化剂中毒;液化氨(或分离液态氨)
(4)由分离氨的框用箭头指向合成氨框;分离二氧化碳框指向合成尿素框
燃料和能源是化学知识与社会生活联系极为密切的内容。我们要关注矿物能源的合理利用,积极研究、开发新能源。
(1)新能源应该具有原料易得、燃烧时产生的热量多且不会污染环境特点。在煤炭、石油、煤气、氢气中,前途广阔的能源是_________________。
(2)近年来,我国煤矿事故大多是由于瓦斯爆炸所致。瓦斯中含有甲烷和一氧化碳等气体,当矿井中瓦斯浓度达到一定范围时遇明火即燃烧爆炸。为避免灾难的发生应采取的切实可行的措施有__________(填序号)
①加强安全管理,杜绝明火源 ②降低瓦斯气体的着火点 ③提高通风能力 ④将矿井中的氧气抽去
(3)为了提高煤的热效应,同时减少燃烧时的环境污染,常将煤转化为水煤气,这是将煤转化为洁净燃料的方法之一。水煤气的主要成分是一氧化碳的氢气,它是由煤炭和水蒸气反应制得,已知C(石墨)、CO、H2燃烧的热化学方程式为:
C(s,石墨)+O2(g)==CO2(g)△H1=-393.5kJ·mol-1
H2(g)+O2(g)==H2O(g)△H2=-241.8kJ·mol-1
CO(g)+ O2(g)==CO2(g)△H3=-283.0kJ·mol-1H2(g)+
O2(g)==H2O(1)△H4=-285.8kJ·mol-1 请回答下列问题:
①根据上述提供的热化学方程式计算,36g水由液态变成气态的热量变化是_________________。
②写出C(s,石墨)与水蒸气反应的热化学方程式________________________。
③丙烷是液化石油气的主要成分之一,丙烷燃烧的热化学方程式为:C3H8(g)+5O2(g)==3CO2(g)+4H2O(g)△H=-2220.0kJ·mol-1相同物质的量的丙烷和一氧化碳完全燃烧生成气态产物时,产生的热量之比为_____________
正确答案
(1)氢气
(2)①③
(3)①吸收88kJ;②C(s,石墨)+H2O(g)==CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ·mol-1;③2220:283
沼气是一种廉价的能源。农村富有秸秆、杂草等废弃物,它们经微生物发酵之后,便可以产生沼气,可以用来点火做饭。
(1)煤的主要成分是碳,写出煤和沼气中的主要成分燃烧过程的化学方程式_____________________、
_____________________;并指出哪一种燃料对环境的污染小?_____________________。
(2)我国农村大约有700万个沼气发生池,如果每个沼气池平均每天产生2立方米的沼气(主要是甲烷),1mol甲烷完全燃烧能放出890kJ的热量,计算每天可节约燃烧值为3.36×107J·kg-1的标准煤多少千克?
正确答案
(1)C+O2CO2;CH4(g)+2O2(g)
CO2(g)+2H2O(l);沼气
(2)1.66×107Kg
有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视。
(1)可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能,如,加入CH3OC(CH3)3来生产“无铅汽油”。
CH3OC(CH3)3分子中必存在的原子间连接形式有________(填写编号)。
(2)天然气的燃烧产物无污染、热值高、管道输送方便,将成为我国西部开发的重点之一。天然气常和石油伴生,其主要成分是__________。能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是__________(填写编号)。
①其一氯代物不存在同分异构体
②其二氯代物不存在同分异构体
③碳原子与氢原子之间以共价键结合
④四个碳氢键是完全等价的
(3)1980年我国首次制成一辆燃氢汽车,乘员12人,以50km·h-1行驶了40km。为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气。下面可供开发又较经济的制氢方法是__________(填写编号)。
①电解水
②锌和稀硫酸反应
③光解海水
其次,制得氢气后还需要解决的问题是________(写出其中一个)。
正确答案
(1)③
(2)甲烷;②
(3)③;氢气的运输和贮存
近来,制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果。
(1)德国克莱斯公司成功研制了车载甲醇(CH3OH)制氢燃料电池工艺,其原理如下图所示,请观察此图回答
①燃料电池的正极反应式为____________________________。
②甲醇与流程图中任一反应物反应制取氢气的化学方程式________________________。
(2)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如下图
①此流程的第Ⅱ步反应为:CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g),该反应的化学平衡常数表达式为K=
________。
②此流程的第Ⅱ步反应的平衡常数随温度的变化如下表,在830℃、以表中的物质的量(单位为mol)投入恒容反应器发生上述反应,其中反应开始时,向正反应方向进行的有________(填实验编号)。
③若400 ℃时,第Ⅱ步反应生成1 mol氢气的热效应值为33.2(单位为kJ),第Ⅰ步反应的热化学方程式为:
CH4(g)+H2O(g)==3H2(g)+CO(g) ΔH=-103.3 kJ·mol-1 则400 ℃时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为______________________。
(3)我国科学家研究了常温下利用Pt等催化剂在可见光作用下使水分解制氢气的方法,下图是三种催化剂在光照分解水实验中的效果比较图。能得出如图结果的实验方案是_____________________。
正确答案
(1)①O2+2H2O+4e-==4OH-;②CH3OH+H2O==2CO2+3H2或2CH3OH+O2==2CO2+4H2或2CH3OH+
H2O==CO2+CO+5H2或4CH3OH+O2===2CO2+2CO+8H2
(2)①;②BC;③CH4(g)+2H2O(g)==CO2(g)+4H2(g) ΔH=-136.5 kJ·mol-1 (3)控制其他条件不变,每小时测定一次不同催化剂分解水产生氢气的体积,记录数据,作图分析
能源已经成为掣肘全球经济发展的重要因素,资源对经济发展的制约作用也越来越大。随着化石能源的日渐减少,各国都在积极开发新能源。美国智能能量公司生产出世界首辆氢动力摩托车于2005年6 月在旧金山展出。有人测算2 g H2充分燃烧后约放出热量286 kJ,1 000 g汽油充分燃烧后约放出热量46000 kJ。氢气被公认为是替代矿物燃料的理想能源。试简述氢气作为能源的3个主要优点:
(1)____________ (2)________________ (3)________________
正确答案
(1)可以用水做原料制备氢气,氢气的来源广
(2)单位质量的氢气比单位质量的汽油燃烧放出热量多
(3)氢气燃烧生成水,无污染,氢气可再生
有效地利用现有新能源和开发新能源已受到各国的重视。
(1)可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。例如,在汽油中加入乙醇来生产“无铅汽油”。乙醇的分子式为C2H6O,试根据C、H、O成键的特点,写出C2H6O所有可能的结构式或结构简式
____________。
(2)天然气的主要的成分是甲烷,其燃烧产物无毒、热值高、管道输送方便,将成为我国西部开发的重点之一。能说明甲烷是正四面体而非正方形平面结构的理由是____________。(填写编号,多选倒扣分)
①其一氯取代物不存在同分异构体
②其二氯取代物不存在同分异构体
③其三氯取代物不存在同分异构体
④其四氯取代物不存在同分异构体
(3)将两个石墨电极插入KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池。通入CH4的一极电极反应式是:CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O;通入O2的一极,其电极反应式是___________________。已知4g甲烷完全燃烧生成CO2气体和液态水时放出222.5kJ的热量,则甲烷燃烧的热化学方程式为
_________________________________;
(4)氢能是人类未来的理想能源。1980年我国首次制成一辆燃氢汽车,乘员12人,以50km/h行驶了
40km。为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气。下列既可供开发又消耗较低经济的制氢方法是____________(填写编号,多选倒扣分)
①电解水
②锌和稀硫酸反应
③光解海水
其次,制得纯氢气后,还需要解决的问题是____________________。(写出其中的一个)
正确答案
(1)CH3CH2OH、CH3OCH3
(2)②
(3)2O2+4H2O+8e-==8OH-(或O2+2H2O+4e-==4OH-)
CH4(g)+2O2(g)==CO2(g)+2H2O(l);△H=-890kJ/mol
(4)③;贮存或运输
目前大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气,使用天然气作为居用燃料对环境更为有利。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类,天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应如下
根据以上化学方程式判断:燃烧相同体积的管道煤气和天然气,消耗空气体积较大的是_________。因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气,灶具的改进方法是_________进风口(填增大或减小),如不作改进可能产生的不良结果是_________________。管道煤气中含有的烃类,除甲烷外,还有少量乙烷、丁烷等,它们的某些性质见下表
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小,并且呈断续状态的原因是_______________________。
正确答案
天然气;增大;天然气不完全燃烧,产生有毒的CO;丁烷遇冷凝结为液体,使管道流通不畅
目前大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气,使用天然气作为居用燃料对环境更为有利。管道煤气的主要成分是CO、H2和少量烃类,天然气的主要成分是CH4。它们的燃烧反应如下:
根据以上化学方程式判断:燃烧相同体积的管道煤气和天然气,消耗空气体积较大的是_________。因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气,灶具的改进方法是_________进风口(填增大或减小),如不作改进可能产生的不良结果是_________________。管道煤气中含有的烃类,除甲烷外,还有少量乙烷、丁烷等,它们的某些性质见下表
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小,并且呈断续状态的原因是
_______________________。
正确答案
天然气;增大;天然气不完全燃烧,产生有毒的CO;丁烷遇冷凝结为液体,使管道流通不畅
根据以下叙述回答.
能源可划分为一级能源和二级能源.自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源;需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源.氢气是一种高效而没有污染的二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取:
(1)为减少污染,提高燃料利用率,下列措施可以达到目的是______
A.城市居民不用天然气而烧煤,烧木柴
B.若将原来烧天然气的灶具改烧液化石油气(成份为C3H8、C4H10),应增大空气进入量或减少液化气的进入量
C.研制燃料电池
D.在农村大力发展沼气
(2)关于用水制取二级能源氢气,以下研究方向不正确的是______
A.构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可研究在水不分解的情况下,使氢成为二级能源
B.设法将太阳光聚焦,产生高温,使水分解产生氢气
C.寻找高效催化剂,使水分解产生氢气,同时释放能量
D.寻找特殊化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制氢气
(3)lg 氢气燃烧时约放热142.9KJ,而1kg汽油燃烧时放热46000KJ.氢气被分认是21世纪替代矿物燃料的理想能源.你认为氢气作为能源的两个主要优点:______,______.
正确答案
(1)A.城市居民不用天然气而烧煤,烧木柴,天然气相比煤和木柴污染更小,故A错误.
B.液化石油气燃烧耗氧量比天然气大,故应增大空气进入量或减少液化气的进入量,故B正确.
C.目前燃料电池系统的燃料-电能转换效率在45%~60%,而火力发电和核电的效率大约在30%~40%.故C正确.
D.沼气燃烧比柴草燃烧效率高.故D正确.
故选BCD.
(2)A、水不分解也就是物质不变化,物质不变化也就不会产生新物质,不产生新物质就没有氢气.故A错误;
B.通过水分解产生氢气,这是可行的.故B正确.
C.水分解产生氢气,但需要吸收能量,故C错误.
D.开发廉价能源,以分解水制氢气,这是可行的.故D正确.
故选AC.
(3)氢气作为能源的主要优点:单位质量热值高,燃烧产物又只有水,无污染原料来源广泛.
故答案为:单位质量热值高,燃烧产物又只有水,无污染原料来源广泛.(任填两个)
汽车已经成为重要的交通工具,但其排放的尾气是空气的主要污染物之一。已知汽车尾气中的主要污染物有:CmHn(烃).SO2.NOx.CO和C等,请回答下列有关问题。
(1)若用CmHn表示汽油的主要组成,CmHn在空气中完全燃烧的化学方程式为___________________,汽油燃烧产生能量为汽车提供了动力,这一过程中能量的转化是由_______能转化为_________能,最终转化为机械能;
(2)通过车用燃油的精炼加工处理,可减少汽车尾气中的______________(填化学式,多填本空不得分)排放;
(3)目前汽车尾气多采用催化转化的方法加以治理,写出在催化剂作用下NOx与CO反应的化学方程式
____________________________。
正确答案
(1);化学;热
(2)SO2(3)2NOx+2xCON2+2xCO2
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