题目内容

为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知：

2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) ΔH =－566 kJ·moL－1
2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g) ΔH =－483.6 kJ·moL－1
H2O(g)＝H2O(l) ΔH =－44.0 kJ·moL－1
（1）氢气的标准燃烧热△H  =          kJ·moL－1。
（2）写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式：                                                 。
（3）H2是一种理想的绿色能源，可作燃料电池；若该氢氧燃料电池以KOH为电解质溶液，其负极的电极反应式是                                                 。
（1）-285.8（2）CO(g)+ H2O(g)= CO2(g) + H2(g)   ΔH =－41.2 kJ·moL－1（化学式错误、配平错误、△H（含单位）没写或写错、物质的聚集状态没写或写错的均不给分，下同）（3）H2-2e?+2OH- =2H2O

试题分析：（1）已知：①2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6KJ?moL-1;②H2O （g）=H2O（l）△H=-44.0KJ?moL-1;根据盖斯定律，①×1/2+②得H2（g）+1/2O2（g）=H2O（l）△H=1/2×（-483.6KJ?moL-1）+（-44.0KJ?moL-1）=-285.8KJ?moL-1；（2）已知：①2CO(g)+O2(g)=2CO2（g）△H=-566kJ?moL-1;②2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-483.6KJ?moL-1根据盖斯定律，①-②得2CO（g）+2H2O(g)=2H2（g）+2CO2（g）△H=-566kJ?moL-1-(-483.6KJ?moL-1)=-82.4KJ?moL-1;CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)△H=-41.2KJ?moL-1；原电池负极发生氧化反应，氢气在负极放电，在碱性条件下，氢气放电生成水，负极电极反应式为H2-2e-+2OH-═2H2O。
练习册系列答案
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下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者小于后者的是
①C(s)+O2(g) ===CO(g)；ΔH1       C(s)+O2(g) ===CO2(g)；ΔH2
②S(g)+O2(g) ===SO2(g)；ΔH3           S(s)+O2(g) ===SO2(g)；ΔH4
③CaO(s)+H2O(l) ===Ca(OH)2(s)；ΔH5    CaCO3(s) ===CaO(s)+CO2(g)；ΔH6
A．②B．①②C．①③D．②③
甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
（1）工业上一般采用下列两种反应合成甲醇：
反应Ⅰ： CO(g) ＋ 2H2(g)   CH3OH(g)              ΔH1
反应Ⅱ： CO2(g) ＋ 3H2(g)   CH3OH(g)  +  H2O(g)   ΔH2
①下表所列数据是反应Ⅰ在不同温度下的化学平衡常数（K）。
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
 
由表中数据判断ΔH1       0 （填“＞”、“＝”或“＜”）。
②某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝ 0.2 mol／L，则CO的转化率为        ，此时的温度为        （从上表中选择）。
（2）已知在常温常压下：
① 2CH3OH(l) ＋ 3O2(g) ＝ 2CO2(g) ＋ 4H2O(l)  ΔH1＝－1451.6kJ／mol
② 2CO (g)+ O2(g) ＝ 2CO2(g)  ΔH2＝－566.0kJ／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：                       
（3）某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图所示的电池装置：

①该电池的能量转化形式为              。
②该电池正极的电极反应为              。
③工作一段时间后，测得溶液的pH减小，则该电池总反应的化学方程式为            。
SO2和NOx在化学工业上有重要用途，也是大气污染的主要来源，开发和利用并重，预防和治理并举是当前工业上和环境保护领域研究的主要课题之一。
（1）在接触法制硫酸的过程中，发生2SO2(g)＋O2(g) 2SO3(g) △H＜0反应，某温度下，SO2的平衡转化率（α）与体系总压强（p）的关系如下图所示，根据图示回答下列问题：

①平衡状态由A到B时，平衡常数K(A)     K(B)（填“＞”、“＜”或“＝”）；
②将2．0molSO2和1．0molO2置于10L的密闭容器中，若40s后反应达到平衡，此时体系总压强为0．10MPa，这一段时间内SO2的平均反应速率为                。
该反应的平衡常数为                       。
（2）用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染，例如：CH4(g)＋4NO2(g) ＝ 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝-574kJ·mol—1
CH4(g)＋4NO(g) ＝ 2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H＝-1160kJ·mol—1
取标准状况下4．48LCH4并使之完全反应：
①若将NO2还原至N2，整个过程中转移电子的物质的量为                  ；
②若还原NO2和NO的混合物，放出的总热量Q的取值范围是              。
生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为 CO、CO2、H2等)与H2混合，催化合成甲醇和二甲醚（CH3OCH3）及许多烃类物质等，是生物质能利用的方法之一.
（1）已知碳的气化反应在不同温度下平衡常数的对数值（lgK）如下表:

反应：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)，该反应的△H________0（选填：“＞”、“＜”、“＝”）；在900K时，该反应平衡常数的对数值（lgK）=_____________.
（2）甲醇是一种重要的能源和化工原料，工业上合成甲醇的反应为：CO+2H2?CH3OH．现已知：H2(g)、CO(g)、CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8KJ/mol、-283.0KJ/mol和-726.5KJ/mol。则：CH3OH不完全燃烧生成CO和液态H2O的热化学反应方程式                        .
（3）在一定温度、压强和催化条件下，工业上用CO和H2反应生成二甲醚，同时产生一种参与大气循环的无机物。则该反应的化学反应方程式为：                        ．
（4）下图左为绿色电源“二甲醚燃料电池”的工作原理示意图．a电极上发生反应的电极反应式为                                  .

（5）连接下图右装置的电源为（4）问中的二甲醚燃料电池。接通电源一段时间后，观察到装置中电解质溶液颜色由无色变为蓝色，并逐渐加深。则该装置中的Cu电极应与二甲醚燃料电池中      电极（填a或b）相连。通电时发生反应的总的离子反应方程式为：                    .
（1）在298K时，1mol C2H6 在氧气中完全燃烧生成CO2和液态水，放出热量1558.3kJ。写出该反应的热化学方程式                                        。
（2）利用该反应设计一个燃料电池：用KOH溶液作电解质溶液，多孔石墨作电极，在电极上分别通入乙烷和氧气。通入乙烷气体的电极应为       极（填“正”或“负”），该电极上发生的电极反应式为                                              。
（3）在右图所示实验装置中，石墨棒上的电极反应式为                                      。如果起始时盛有1L pH=5的CuSO4溶液（25℃，CuSO4足量），一段时间后溶液的pH变为1，此时可观察到的现象是                                                                                 。若要使溶液恢复到起始浓度（温度不变，忽略溶液体积的变化），可向溶液中加入         （填物质名称），其质量约为           。

（4）将普通碳钢钉放入“84消毒液”（NaClO溶液）中浸泡一段时间。预期的实验现象是                                              。
（5）为了进一步探究碳钢钉在该消毒液（NaClO）中的腐蚀原理，某同学设计了如图所示实验装置，写出碳（C）极上发生的电极反应式                                      。
（1）已知下列两个热化学方程式：
C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=－2220.0 kJ·mol-1
H2O（l）=H2O（g） ΔH="+44.0" kJ·mol-1
则0.5 mol丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为___________       。
（2）科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如下图所示），与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molNN键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为2molN2时要放出______________ kJ能量。

（3）阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：
2H2+O2=2H2O，电解质溶液为稀H2SO4溶液，电池放电时是将_________能转化为___________能。其电极反应式分别为：
负极_________________________，正极_____________________________。
氢氧两种元素形成的常见物质有H2O与H2O2，在一定条件下均可分解。
（1）已知：
化学键
断开1mol化学键所需的能量（kJ）
H—H
436
O—H
463
O=O
498
①H2O的电子式是       。
②H2O（g）分解的热化学方程式是       。
③11.2 L（标准状况）的H2完全燃烧，生成气态水，放出       kJ的热量。
（2）某同学以H2O2分解为例，探究浓度与溶液酸碱性对反应速率的影响。常温下，按照如表所示的方案完成实验。
实验编号
反应物
催化剂
a
50 mL 5% H2O2溶液
 
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
b
50 mL 5% H2O2溶液
少量浓盐酸
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
c
50 mL 5% H2O2溶液
少量浓NaOH溶液
1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
d
50 mL 5% H2O2溶液
 
MnO2
①测得实验a、b、c中生成氧气的体积随时间变化的关系如图1所示。
 
图1                              图2
由该图能够得出的实验结论是_________。
②测得实验d在标准状况下放出氧气的体积随时间变化的关系如图2所示。解释反应速率变化的原因：         。
为了减少CO对大气的污染，某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知：
2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)   △H＝－566kJ·moL－1
2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)   △H＝－483.6KJ·moL－1
H2O (g)＝H2O(l)         △H＝－44.0KJ·moL－1
（1）氢气的标准燃烧热△H＝           kJ·moL－1
（2）写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式                 
（3）往 1L体积不变的容器中加入1.00mol CO和1.00mol H2O(g)，在t℃时反应并达到平衡，若该反应的化学平衡常数K＝1，则t℃时CO的转化率为       ；反应达到平衡后，升高温度，此时平衡常数将      （填“变大”、“不变”或“变小”），平衡将向        （填“正”或“逆”）方向移动。
（4）在CO和H2O反应转化为绿色能源H2中，为了提高CO的转化率，可采取的措施是        。
A．增大的CO浓度B．增大的H2O(g)浓度C．使用催化剂D．降低温度

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