题目内容
已知化学反应N2+3H2 2NH3的能量变化如图所示,
(1)1 mol N和3 mol H生成1 mol NH3(g)是________能量的过程(填“吸收”或“释放”)。
(2)由 mol N2(g)和 mol H2(g)生成1 mol NH3(g)过程________(填“吸收”或“释放”)________kJ能量。
(1)释放 (2)释放 b-a
解析
把煤作为燃料可通过下列两种途径:
途径I: C(s)+O2(g) = CO2(g)
途径II:先制水煤气: C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g)
燃烧水煤气:2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g);
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)
已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g);△H1=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H2=-241.8kJ·mol-1
③CO(g)+ 1/2O2 (g) =CO2(g);△H3=-283.0kJ·mol-1
请回答下列问题:
(1)CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) 是 (填“放热反应”或“吸热反应”)
(2)根据盖斯定律,煤和气态水生成水煤气的反应热△H= 。
(3)根据两种途径,下列说法错误的是( )
A.途径II制水煤气时增加能耗,故途径II的做法不可取 |
B.与途径I相比,途径II可以减少对环境的污染 |
C.与途径I相比,途径II可以提高煤的燃烧效率 |
D.将煤转化为水煤气后,便于通过管道进行运输 |
乙醇是一种可燃性液体,按一定比例混合的乙醇汽油是一种新型清洁车用燃料,某科研机构研究利用CO2合成乙醇的方法:
(i)2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH1
原料气氢气
(ii)CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH2
回答下列问题:
(1)使用乙醇汽油(汽油用戊烷代替)燃料时.气缸工作时进行的反应较多,写出燃烧产生有毒气体CO、NO的所有反应的化学方程式:________________________。
(2)反应(i)中能够提高氢气转化率的措施有____。
A.增大压强 | B.加催化剂 | C.增大CO2的浓度 | D.及时分离体系中的乙醇 |
(iii)CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) ΔH3
写出以CO(g)与H2(g)为原料合成乙醇的热化学方程式:___________________(焓变用H1、H3表示)。
(4)反应(ii)中的甲烷和水蒸气是在特定的催化剂表面上进行的,该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表:
由此推知反应(ii)的焓变H2________0(填“>”、“=”或“<”)。某温度下,向容积为1 L的密闭容器中加入1 mol甲烷和1mol水蒸气,经过5h反应达到平衡状态,此时测得CH4的浓度变为0.5 mol/L。该温度下,反应(ii)的平衡常数K=__________________,反应开始至达到平衡时氢气的反应速率v(H2)=_________。
(5)机动车在改用乙醇汽油后,并不能减少氮氧化物的排放。使用合适的催化剂可使NO转化为氮气,实验测得NO转化为氮气的转化率随温度变化曲线如下图所示:
由图像可知,在没有CO情况下,温度超过775K,NO的转化率减小,造成这种现象的原因可能是___________________________;在NO和CO物质的量之比为1:1的情况下,应控制的最佳温度为__________________左右。
大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化,将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。
(1)O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成:
①I-(aq)+O3(g)=IO-(aq)+O2(g)ΔH1
②IO-(aq)+H+(aq)HOI(aq)ΔH2
③HOI(aq)+I-(aq)+H+(aq)I2(aq)+H2O(l)ΔH3
总反应的化学方程式为____________________,其反应热ΔH=__________。
(2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq)+I-(aq)I3—(aq),
其平衡常数表达式为______________。
(3)为探究Fe2+对O3氧化I-反应的影响(反应体系如图1),某研究小组测定两组实验中I3—浓度和体系pH,结果见图2和下表。
、
编号 | 反应物 | 反应前pH | 反应后pH |
第1组 | O3+I- | 5.2 | 11.0 |
第2组 | O3+I-+Fe2+ | 5.2 | 4.1 |
①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是______________________________。
②图1中的A为__________,由Fe3+生成A的过程能显著提高I-的转化率,原因是____________________________________________________________。
③第2组实验进行18 s后,I3—浓度下降,导致下降的直接原因有(双选)________(填字母序号)。
A.c(H+)减小 B.c(I-)减小 C.I2(g)不断生成 D.c(Fe3+)增加
(4)据图2,计算3~18 s内第2组实验中生成I3—的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。