题目内容

将煤转化为水煤气是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一.煤转化为水煤气的主要反应为:CH2OCOH2.有关物质的燃烧热数据如下:

已知:1 mol H2O(g)转化为1 mol H2O(l)放出44.0 kJ的热量.回答下列问题:

(1)写出C不完全燃烧的热化学方程式:________

(2)现有H2CO为燃料提供热能,你认为应该选择________(填写序号)

aH2 bCO c.均可以理由是________

(3)甲同学根据1 mol CO(g)1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量总和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多,认为:“煤燃烧时加少量水,可以使煤燃烧放出更多的热量.”乙同学根据盖斯定律写出下列循环图:

据此,乙同学认为:“将煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与直接燃烧煤放出的热量一样多,而将煤转化为水煤气会增加生产环节、增加消耗,因此,将煤转化为水煤气得不偿失.”请你对甲、乙两同学的观点的正确性进行评价并阐述你的理由:________

练习册系列答案
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煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体,液体,固体燃料的过程.
(1)水煤气生产原理为:C(s)+H2O(g)
高温
CO(g)+H2(g);△H=+131.3kJ/mol
①该反应自发可能性
(填有或无);
②一定温度下,在一个容积不变的密闭容器中进行水煤气生产反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是
ABC
ABC
(填字母);
A.容器内压强不变         B.容器内气体密度不变
C.v(CO)=v(H2O)      D.c(CO)=c(H2
③下列措施能使C(s)+H2O(g)
高温
CO(g)+H2(g)正反应速率增大的是_
CD
CD

A、增加C(s)的量    B、降温   C、升温    D、充入HI
(2)将不同量CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容容器中,进行反应
CO(g)+H2O(g)
高温
CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验
组别
温度℃ 起始量/mol 平衡/mol 达平衡所
需时间/min
H2O CO H2 CO2 H2 CO2
1 650 2 4 0 a 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0 b 0.4 1.6 3
①实验1中以v(CO)表示反应速率为
0.16mol∕(L?min)
0.16mol∕(L?min)

②900℃时,CO2(g)+H2(g)
高温
 CO(g)+H2O(g)化学平衡常数为
1.5
1.5

(3)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率,为了分别验证温度,催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,至少应该设计
3
3
组实验.
组别 温度 催化剂
1
2
(2009?徐州二模)煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程.
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:
C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ?mol-1,△S=+133.7J?(K?mol)-1
①该反应能否自发进行与
温度
温度
 有关;
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是
b、c
b、c
  (填字母,下同).
a.容器中的压强不变    b.1mol H-H键断裂的同时断裂2molH-O键
c.v(CO)=v(H2O)    d.c(CO)=c(H2
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
实验组 温度/℃ 起始量/mol 平衡量/mol 达到平衡所需时间/min
H2O CO H2 CO
1 650 2 4 1.6 2.4 5
2 900 1 2 0.4 1.6 3
3 900 a b c d t
①实验1中以v(CO2) 表示的反应速率为
0.16mol?(L?min)-1
0.16mol?(L?min)-1

②该反应的逆反应为
(填“吸”或“放”)热反应
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是
b=2a,a>1
b=2a,a>1
 (用含a、b的数学式表示).
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇.一定条件下发生反应:
CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ?mol-1)的变化.在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,下列措施中能使c (CH3OH)增大的是
c、d
c、d

a.升高温度      b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来     d.再充入1mol CO2和3mol H2

随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%目前,消除大气污染有多种方法。

.处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx

CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)? H1=-574kJ·mol­1

CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)??? H2

CH4(g)+2NO2 (g)N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)????? H3=-867kJ·mol1

H2????????????????

.化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源。(1)将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一,反应为??? C(s) + H2O(g)CO(g) + H2(g)

该反应的化学平衡常数表达式为K???????????????????? 8001molCO3mol H2O1mol H2充入容积为1L的容器中,发生反应:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g)反应过程中各物质的浓度如右图t1前所示变化。若保持温度不变,t2时再向容器中充入COH21mol,平衡将????? 移动(填向左向右)。t2时,若改变反应条件,导致H2浓度发生如右图t2后所示的变化,则改变的条件可能是??????? (填符号)。

a加入催化剂 ???? b降低温度?? ? c缩小容器体积 ???? d减少CO2的量

2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:

①用离子方程式表示反应器中发生的反应????????????????????????

②用化学平衡移动的原理分析,在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是???????????????

Ⅲ.开发新能源是解决大气污染的有效途径之一甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注DMFC工作原理如所示:

通入a气体的电极是原电池的? ??? (填“正”或“负”),

其电极反应式为? ??? ???? ?????

 

随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。

Ⅰ.处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H1=-574kJ·mol­1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H2

CH4(g)+2NO2 (g)=N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)      △H3=-867kJ·mol1

则△H2                  。

Ⅱ. 化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源。(1)将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一,反应为C(s) + H2O(g)= CO(g) + H2(g),

该反应的化学平衡常数表达式为K=                     。 800℃时,将1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容积为1L的容器中,发生反应:CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g),反应过程中各物质的浓度如右图t1前所示变化。若保持温度不变,t2时再向容器中充入CO、H2各1mol,平衡将      移动(填“向左”、 “向右”或“不”)。t2时,若改变反应条件,导致H2浓度发生如图t2后所示的变化,则改变的条件可能是        (填符号)。

a加入催化剂       b降低温度       c缩小容器体积        d减少CO2的量

(2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:

①用离子方程式表示反应器中发生的反应                        

②用化学平衡移动的原理分析,在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是               

Ⅲ.开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示:

通入a气体的电极是原电池的      极(填“正”或“负”),其电极反应式为                   

 

随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。

Ⅰ.处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx

CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H1=-574kJ·mol­1

CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)    △H2

CH4(g)+2NO2 (g)= N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)      △H3=-867kJ·mol1

则△H2=                

Ⅱ. 化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源。

(1)      将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一,反应为

C(s) + H2O(g) == CO(g) + H2(g)

该反应的化学平衡常数表达式为K=                     

     800℃时,将1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容积为1L的容器中,发生反应:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),反应过程中各物质的浓度如右图t1前所示变化。若保持温度不变,t2时再向容器中充入CO、H2各1mol,平衡将      移动(填“向左”、 “向右”或“不”)。t2时,若改变反应条件,导致H2浓度发生如右图t2后所示的变化,则改变的条件可能是        (填符号)。

a加入催化剂   b降低温度   c缩小容器体积   d减少CO2的量

(2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:

 


①用离子方程式表示反应器中发生的反应                         

②用化学平衡移动的原理分析,在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是                                                                  

Ⅲ.开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。直接甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示:

                                                         

通入a气体的电极是原电池的      极(填“正”或“负”),其电极反应式为                          

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