题目内容

为了提高资源利用率，减少环境污染，化工集团将钛厂、氯碱厂和甲醇厂组成产业链，如图所示。

请填写下列空白。
(1)钛铁矿进入氯化炉前通常采取洗涤、粉碎、烘干、预热等物理方法处理，请从原理上解释粉碎的作用：_______________________________________
已知氯化炉中氯气和焦炭的理论用料物质的量之比为7∶6，则氯化炉中还原剂的化学式是___________________________。
(2)已知：①Mg(s)＋Cl2(g)=MgCl2(s)ΔH＝－641 kJ/mol
②2Mg(s)＋TiCl4(s)= 2MgCl(s)＋Ti(s)ΔH＝－512 kJ/mol
则Ti(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(s)　ΔH＝________。
(3)氩气通入还原炉中并不参与反应，通入氩气的作用是___________________________
(4)以甲醇、空气、氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极可构成燃料电池。已知该燃料电池的总反应式为2CH3OH＋3O2＋4OH－=2CO32—＋6H2O，该电池中正极上的电极反应式为_________________________________________。
工作一段时间后，测得溶液的pH________(填“减小”、“增大”或“不变”)。

(1)增大反应物间的接触面积，提高反应速率　C、FeTiO3
(2)－770 kJ/mol
(3)Mg和Ti都有强还原性，在氩气氛围中可防止Mg、Ti被氧化
(4)O2＋2H2O＋4e－=4OH－(或3O2＋6H2O＋12e－=12OH－)　减小

解析

练习册系列答案
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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化学反应为：C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)。
而C(g)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为：
①C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
②H2(g)＋ O2(g)=H2O(g)　ΔH2＝－242.0 kJ·mol－1
③CO(g)＋ O2(g)=CO2(g)　ΔH3＝－283.0 kJ·mol－1
请你根据上述信息回答下列问题：
(1)煤是一种成分复杂的混合物，其中除含碳、氢元素外，还含有氧、硫、氮、砷、硒等元素。所以固体煤燃烧会导致大气污染，写出煤燃烧产生的两种污染：　　　　　　　　，将石灰石粉与煤粉混合，可以有效地减少煤燃烧过程中的二氧化硫污染，写出该反应的化学方程式：____________________
(2)根据已知热化学方程式写出由煤制备水煤气的热化学方程式：____________________________。
(3)下面是甲、乙两位同学对上述热化学方程式及煤燃烧的理解。
甲同学：1 mol CO与1 mol H2燃烧放出的热量之和大于1 mol固体炭燃烧放出的热量，所以煤燃烧时加入少量水，可以使煤燃烧放出更多的热量。
乙同学：根据下面的物质与能量循环，将煤炭转化为水煤气，再燃烧放出的热量与直接燃烧煤炭放出的热量相同，而将煤炭转化为水煤气将会增加消耗，故煤炭转化为水煤气得不偿失。
C(s)＋H2O(g)＋O2(g)CO2(g)＋H2O(g)
  
CO(g)＋O2(g)＋H2(g)CO(g)＋H2O(g)＋ O2(g)
请你评价两位同学的理解：
①甲同学的说法　　　　　(答“正确”或“不正确”)，原因是______________________________________。
②乙同学的说法　　　　　(答“正确”或“不正确”)，原因是_____________________________________。

在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。

（1）图中所示反应是________（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）已知拆开1mol H—H键、1mol I—I、1mol H—I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由1mol氢气和1mol 碘反应生成HI会________（填“放出”或“吸收”）________kJ的热量。在化学反应过程中，是将______转化为________。
（3）下列反应中，属于放热反应的是________，属于吸热反应的是________。
①物质燃烧
②炸药爆炸
③酸碱中和反应
④二氧化碳通过炽热的碳
⑤食物因氧化而腐败
⑥Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应
⑦铁粉与稀盐酸反应

甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇催化脱氢制备。甲醛与气态甲醇转化的能量关系如图所示。

(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是　　　　(填“吸热”或“放热”)反应。 
(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同?　　　　,原因是                     
(3)写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学反应方程式:                     　。 

“低碳循环”引起各国的高度重视，而如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2，引起了全世界的普遍重视。所以“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。
（1）写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式                    。
已知： ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)    ΔH＝－41kJ·mol－1
② C(s)+2H2(g)CH4(g)            ΔH＝－73kJ·mol－1
③ 2CO(g)C(s)+CO2(g)          ΔH＝－171kJ·mol－1
（2）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g) + 6H2(g)CH3OCH3(g) + 3H2O(g)。已知一定条件下，该反应中CO2的平衡转化率随温度、投料比[n(H2) / n(CO2)]的变化曲线如下左图：
①在其他条件不变时，请在上图中画出平衡时CH3OCH3的体积分数随投料比[n(H2) / n(CO2)]变化的曲线图。

②某温度下，将2.0molCO2(g)和6.0molH2(g)充入容积为2L的密闭容器中，反应到达平衡时，改变压强和温度，平衡体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数变化情况如图所示，关于温度和压强的关系判断正确的是            ；

A. P3＞P2，T3＞T2        B. P1＞P3，T1＞T3   C. P2＞P4，T4＞T2        D. P1＞P4，T2＞T3
③在恒容密闭容器里按体积比为1:3充入二氧化碳和氢 气，一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后，下列变化能说明平衡一定向逆反应方向移动的是      ；
A. 正反应速率先增大后减小
B. 逆反应速率先增大后减小
C. 化学平衡常数K值增大
D. 反应物的体积百分含量增大
E. 混合气体的密度减小
F. 氢气的转化率减小
（3）最近科学家再次提出“绿色化学”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池，写出以稀硫酸为电解质甲醇燃料电池负极反应式__                             。以此燃料电池作为外接电源按图所示电解硫酸铜溶液，如果起始时盛有1000mL pH＝5的硫酸铜溶液（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   g。

（1）2012年伦敦奥运会火炬采用丙烷为燃料。丙烷热值较高，污染较小，是一种优良的燃料。试回答下列问题：

①如图是一定量丙烷完全燃烧生成CO2和1 mol H2O(l)过程中的能量变化图，请在图中的括号内填入“＋”或“－”。
②写出表示丙烷燃烧热的热化学方程式：___________________________________。
③二甲醚(CH3OCH3)是一种新型燃料，应用前景广阔。1 mol二甲醚完全燃烧生成CO2和液态水放出1 455 kJ热量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合气体完全燃烧生成CO2和液态水共放出1 645 kJ热量，则混合气体中，丙烷和二甲醚的物质的量之比为________。
（2）盖斯定律认为：不管化学过程是一步完成或分几步完成，整个过程的总热效应相同。试运用盖斯定律回答下列问题：
①已知：H2O(g)=H2O(l)　ΔH1＝－Q1 kJ/mol C2H5OH(g)=C2H5OH(l)　ΔH＝－Q2 kJ/mol
C2H5OH(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)　ΔH3＝－Q3 kJ/mol
若使46 g液态无水酒精完全燃烧，并恢复到室温，则整个过程中放出的热量为________kJ。
②碳(s)在氧气供应不充足时，生成CO同时还部分生成CO2，因此无法通过实验直接测得反应： C(s)＋O2(g)=CO(g)的ΔH。但可设计实验、利用盖斯定律计算出该反应的ΔH，计算时需要测得的实验数据有________。

根据化学学科中的基本理论，请回答下列问题：
Ⅰ、常温下，取pH＝2的盐酸和醋酸溶液各100 ml, 向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是_____ (填“A”或“B”)。

Ⅱ、丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知：①2C3H8（g）+7O2（g）＝6CO（g）+8H2O（l），△H1＝－2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g）  △H2＝－566kJ/mol
（1）写出丙烷的燃烧热的热化学方程式：                            。
（2）现有1mol C3H8在不足量的氧气里燃烧，生成1mol CO和2mol CO2以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：
CO（g）+H2O（g）＝CO2（g）+ H2（g） △H1＝+41.2kJ/mol
①下列事实能说明该反应达到平衡的是           
a．体系中的压强不发生变化                     b．v正(H2)＝v逆(CO)
c．混合气体的平均相对分子质量不发生变化    d．CO2的浓度不再反生变化
②5min后体系达到平衡，经测定，H2为0.8mol，则v(H2)=                  。
③向平衡体系中充入少量CO，则平衡常数        （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）依据（1）中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在其内部可以传导O2-。在电池内部O2-移向         极（填“正”或“负”）；电池的正极电极反应为                    。

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)已知在25 ℃、101 kPa时,C(s)、H2(g)和CO(g)燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1="-393.5" kJ/mol;
H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH2="-241.8" kJ/mol;
CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH3="-283.0" kJ/mol;
①则C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=　　　　,该反应平衡常数的表达式为K=　　　　　　　　　　;升高温度,则K值　　　　(填“变大”、“变小”或“不变”)。 
②如果①反应在容积不变的密闭容器中进行,当反应达到平衡时　　　　(填编号)。 
a.v正(CO)∶v逆(H2)=1∶1
b.碳的质量保持不变
c.v正(CO)=v逆(H2O)
d.容器中的压强不变
③在容积不变的密闭容器中进行①反应,可以使c(CO)增大的是　　　　。 
a.升高温度
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2(g)从体系中分离出来
d.加入催化剂
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下2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
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为　                     。 
②向实验2的平衡混合物中再加入0.4 mol H2O(g)和0.4 mol CO2,达到新平衡时CO的转化率　　　　(填“变大”、“变小”或“不变”)。

白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足时生成P4O10。
(1)已知298 K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1＝－2 983.2 kJ·mol－1
P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s)  ΔH2＝－738.5 kJ·mol－1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为________________。
(2)已知298 K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s，白磷)＋3O2(g)===P4O6(s)
ΔH＝－1 638 kJ·mol－1。在某密闭容器中加入62 g白磷和50.4 L氧气(标准状况)，控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为________，反应过程中放出的热量为________。
已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能
(kJ·mol－1)：P—P 198，Cl—Cl 243，P—Cl 331。

则反应P4(s，白磷)＋6Cl2(g)===4PCl3(s)的反应热ΔH＝________。

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