题目内容
沼气(主要成分是甲烷)是一种廉价的能源,把农村中大量存在的农作物秸秆、杂草、人畜粪便等在沼气池中发酵,便可产生沼气,沼气完全燃烧可以用来点灯、做饭。
(1)在101kPa时,32gCH4燃烧生成CO2和气态H2O,放出1604kJ的热量,写出甲烷燃烧的热化学方程式为__________________________________________________________。
(2)120℃,取CH4和过量O2的混合气体共0.4mol,点燃使其充分反应,将燃烧后的气体通过足量的碱石灰(NaOH和CaO的固体混合物)充分吸收,碱石灰增重8g。计算:原混合气体中CH4和O2的体积比是多少?
(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802kJ·mol-1
(2)1:3
解析试题分析:(1)32gCH4是2mol,因此1mol甲烷燃烧放出的热量是802kJ,所以甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802kJ·mol-1。
(2)设CO2的物质的量是x。碱石灰吸收的是水和CO2,即水和CO2的质量之和是8g。根据甲烷的化学式CH4可知,水的物质的量是CO2的2倍,所以有44x+18×2x=8,解得 x=0.1mol,所以根据碳原子守恒可知甲烷是0.1mol,氧气是0.3mol,体积之比是1:3 。
考点:考查热化学方程式的书写及相关计算。
硫酸盐主要来自地层矿物质,多以硫酸钙、硫酸镁的形态存在。
(1)已知:①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g) ; ΔH1=" +1011.0" kJ · mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ; ΔH2=-393.5 kJ · mol-1
③2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ;ΔH3=-221.0 kJ · mol-1
则反应④Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g);ΔH4= kJ · mol-1,该反应能自发进行的原因是 ;工业上制备Na2S不用反应①,而用反应④的理由是 。
(2)已知不同温度下2SO2+O22SO3的平衡常数见下表。
温度(℃) | 527 | 758 | 927 |
平衡常数 | 784 | 1.0 | 0.04 |
1233℃时,CaSO4热解所得气体的主要成分是SO2和O2,而不是SO3的原因是 。
(3)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是 。
②将上述反应获得的SO2通入含PtCl42-的酸性溶液,可还原出Pt,则反应的离子方程式是 。
③由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图,则正极的电极反应式为 。
我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法.
I. 已知:2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g),ΔH=-566 kJ·mol-1
2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s),ΔH=-825.5 kJ·mol-1
反应:Fe2O3(s)+ 3CO(g) 2Fe(s)+ 3CO2(g),ΔH=______ kJ·mol-1.
Ⅱ. 反应Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡.
(1)CO的平衡转化率=____________.
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________.
a.提高反应温度
b.增大反应体系的压强
c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2
e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅲ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g).请根据图示回答下列问题:
(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=________.
(2)若在温度和容器相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
容器 | 反应物投入的量 | 反应物的 转化率 | CH3OH的浓度 | 能量变化 (Q1、Q2、Q3均大于0) |
甲 | 1mol CO和2mol H2 | α1 | c1 | 放出Q1kJ热量 |
乙 | 1mol CH3OH | α2 | c2 | 吸收Q2kJ热量 |
丙 | 2mol CO和4mol H2 | α3 | c3 | 放出Q3kJ热量 |
则下列关系正确的是________.
A.c1=c2
B.2Q1=Q3
C.2a1=a3
D.a1 +a2 =1
E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量
(3)若在一体积可变的密闭容器中充入l molCO、2molH2和1molCH3OH,达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向________(填“正”、“逆”)反应方向移动.
(4)甲醇可与氧气构成燃料电池,该电池用多孔的惰性电极浸入浓氢氧化钾溶液,写出该电池的负极反应式______________________.
从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应:。
(1)为了加快正反应速率,可以采取的措施有________(填序号,下同)。
A.使用催化剂 | B.适当提高氧气的浓度 |
C.适当提高反应的温度 | D.适当降低反应的温度 |
(3)从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。
【资料】①键能:拆开1mol化学键需要吸收的能量,或是形成1mol化学键所放出的能量称为键能。
②化学键的键能:
化学键 | H—H | O=O | H—O |
键能 | 436 | 496 | 463 |
请填写下表:
化学键 | 填“吸收热量” 或“放出热量” | 能量变化 | |
拆开化学键 | 中的化学键 | _______________ | _______________ |
中的化学键 | |||
形成化学键 | 键 | _______________ | _______________ |
总能量变化 | _______________ | _______________ |