题目内容

能源问题是当前人类社会面临的一项重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8 kJ/mol、282.5 kJ/mol、726.7 kJ/mol。请回答：
(1)已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：CO+2H2=CH3OH。则H2与CO反应生成CH3OH的热化学方程式为：                                       。
(2)如图为某种燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。

①使用时，空气从      口通入(填“A”或“B”)；
②假设使用的“燃料”是甲醇，a极的电极反应式为：                     ________________
③假设使用的“燃料”是水煤气(成分为CO、H2)用这种电池电镀铜，待镀金属增重6.4 g，则至少消耗标准状况下水煤气的体积为     。

(1)CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)  ΔH="-127.4" kJ/mol
(2)①B
②CH3OH -6e-+8OH-=CO32-+6H2O
③2.24 L

解析

练习册系列答案
相关题目

（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_________________。

能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。
Ⅰ.已知：Fe2O3（s）＋3C（s）=2Fe（s）＋3CO（g）
ΔH1＝a kJ·mol－1
CO（g）＋O2（g）=CO2（g）　    ΔH2＝b kJ·mol－1
4Fe（s）＋3O2（g）=2Fe2O3（s）　 ΔH3＝c kJ·mol－1
则C的燃烧热ΔH＝________kJ·mol－1。
Ⅱ.（1）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________（填序号）。
A．C（s）＋CO2（g）=2CO（g）
B．NaOH（aq）＋HCl（aq）=NaCl（aq）＋H2O（l）
C．2H2O（l）=2H2（g）＋O2（g）
D．2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）
若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，请写出该原电池的负极反应：_____________________________________。
（2）某实验小组模拟工业合成氨反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，开始他们将N2和H2混合气体20 mol（体积比1∶1）充入5 L合成塔中，反应前压强为P0，反应过程中压强用P表示，反应过程中与时间t的关系如图所示。

请回答下列问题：
①反应达平衡的标志是__________________________（填字母代号，下同）。
A．压强保持不变
B．气体密度保持不变
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0～2 min内，以c（N2）变化表示的平均反应速率为________________。
③欲提高N2的转化率，可采取的措施有_____________________________。
A．向体系中按体积比1∶1再充入N2和H2
B．分离出NH3
C．升高温度
D．充入氦气使压强增大
E．加入一定量的N2
（3）25℃时，BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×10－9和1×10－10，某含有BaCO3沉淀的悬浊液中，c（CO32-）＝0.2 mol·L－1，如果加入等体积的Na2SO4溶液，若要产生BaSO4沉淀，加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是________mol·L－1。

2013年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）＋2CO（g）2CO2（g）＋N2（g）。在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线如图所示。

据此判断：
①该反应的ΔH________0（填“>”或“<”）。
②在T2温度下，0～2 s内的平均反应速率v（N2）＝________。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2，在上图中画出c（CO2）在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是________（填代号）。


（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如：CH4（g）＋2NO2（g）=N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH1＝－867 kJ·mol－1
2NO2（g）N2O4（g）　ΔH2＝－56.9 kJ·mol－1
写出CH4（g）催化还原N2O4（g）生成N2（g）、CO2（g）和H2O（g）的热化学方程式：__________________________________________________________________
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为_______________________________________。

③常温下，0.1 mol·L－1的HCOONa溶液pH为10，则HCOOH的电离常数Ka＝________。

(1)(广东)由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为：4Ca5(PO4)3F(s)＋21SiO2(s)＋30C(s)===3P4(g)＋20CaSiO3(s)＋30CO(g)＋SiF4(g)　ΔH
①上述反应中，副产物矿渣可用来________。
②已知相同条件下：
4Ca5(PO4)3F(s)＋3SiO2(s)===6Ca3(PO4)2(s)＋2CaSiO3(s)＋SiF4(g)　ΔH1
2Ca3(PO4)2(s)＋10C(s)===P4(g)＋6CaO(s)＋10CO(g)　ΔH2
SiO2(s)＋CaO(s)===CaSiO3(s)　ΔH3
用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH，ΔH＝____________。
(2)(江苏)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知：
①Cu(s)＋2H＋(aq)===Cu2＋(aq)＋H2(g)   ΔH1＝＋64.39 kJ·mol－1
②2H2O2(l)===2H2O(l)＋O2(g)    ΔH2＝－196.46 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l)    ΔH3＝－285.84 kJ·mol－1
在H2SO4溶液中，Cu与H2O2反应生成Cu2＋和H2O的热化学方程式为______。

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+)=                               。

已知反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g)　ΔH="a" kJ·mol-1,平衡常数为K;反应②CO(g)+1/2O2(g)CO2(g)　ΔH="b" kJ·mol-1;反应③Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g)　ΔH="c" kJ·mol-1。测得在不同温度下,K值如下:

温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
 
(1)若500 ℃时进行反应①,CO2的起始浓度为2 mol·L-1,CO的平衡浓度为　　　　。 
(2)反应①为　　　　(选填“吸热”或“放热”)反应。 
(3)700 ℃时反应①达到平衡状态,要使该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有　　　　(填序号)。 
A.缩小反应器体积        B.通入CO2       C.温度升高到900 ℃     D.使用合适的催化剂
E.增加Fe的量
(4)下列图像符合反应①的是　　　　(填序号)(图中v为速率,φ为混合物中CO含量,T为温度且T1>T2)。 

(5)由反应①和②可求得,反应2Fe(s)+O2(g)2FeO(s)的ΔH=　　　　。 
(6)请运用盖斯定律写出Fe(固体)被O2(气体)氧化得到Fe2O3(固体)的热化学方程式:　。 

（15分）资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。
（1）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知：
①2NH3（g）＋ CO2（g）＝ NH2CO2NH4（s）    △H ＝ -159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4（s）＝ CO(NH2)2（s）＋ H2O（g） △H ＝ +116.49 kJ·mol-1
③H2O（l）＝ H2O（g） △H ＝+88.0 kJ·mol-1
试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式                           。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)  ΔH＜0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2：0.2mol·L—1，H2：0.8mol·L—1，CH4：0.8mol·L—1，H2O：1.6mol·L—1，起始充入CO2和H2的物质的量分别为         、          。CO2的平衡转化率为              。
②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II，在I中充入1 molCO2,和4 molH2，在II中充入1 mol CH4和2 mol H2 O(g) ，300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是                （填字母）。

A．容器I、II中正反应速率相同
B．容器I、II中CH4的物质的量分数相同
C．容器I中CO2的物质的量比容器II中的多
D．容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1
（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是       。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为               ，阴极的电极反应式为                          。

氮是一种地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。
（1）下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，写出NO2和CO反应的热化学方程式                                 。

（2）已知：N2(g)+ O2(g)＝2 NO(g) △H＝＋180 kJ ? mol-1
2NO(g)+2 CO(g)＝N2(g) + 2 CO2(g) △H＝－746 kJ ? mol-1
则反应CO(g) +O2(g)＝CO2(g)的 △H＝         kJ ? mol-1。
（3）在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H ＜0， 若第5分钟时达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2 mol，平衡时H2的转化率为     。
（4）在固定体积的密闭容器中，1.0×103 kPa时，发生反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H＜0，其平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/K
298
398
498
平衡常数K
51
K1
K2
 
① K1      K2（填写“＞”、“＝”或“＜”）
②下列各项能说明上述合成氨反应一定达到平衡状态的是       （填字母）。
a、容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
b、NH3的浓度保持不变
c、容器内压强保持不变
d、混合气体的密度保持不变

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