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
解析试题分析:(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。
考点:用盖斯定律进行有关反应热的计算 。
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 。
I.已知:反应①H2(g) + Cl2(g) = 2HCl(g) ΔH=" —184" kJ/mol
②4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=" —115.6" kJ/mol
请回答:
(1)H2与O2反应生成气态水的热化学方程式
(2)断开1 mol H—O 键所需能量约为 kJ。
II.实施以减少能源浪费和降低废气排放为基本内容的节能减排政策,是应对全球气候问题、建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择。化工行业的发展必须符合国家节能减排的总体要求。试运用所学知识,解决下列问题:
(1)已知某反应的平衡表达式为: ,它所对应的化学方程式为: 。
(2)已知在400℃时,N2 (g)+ 3H2(g) 2NH3(g) △H<0 的K="0.5," 则400℃时,在0.5L的反应容器中进行合成氨反应,一段时间后,测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2mol、1mol、2mol,则此时反应V(N2)正 V(N2)逆(填:>、<、=、不能确定)。欲使得该反应的化学反应速率加快,同时使平衡时NH3的体积百分数增加,可采取的正确措施是 (填序号)
A.缩小体积增大压强 B.升高温度 C.加催化剂 D.使氨气液化移走
(3)在一定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:A(g) + 3B(g) 2C(g) + D(s) ΔH,其化学平衡常数K与温度t的关系如下表:
t/K | 300 | 400 | 500 | … |
K/(mol·L-1)2 | 4×106 | 8×107 | K1 | … |
请完成下列问题:
①判断该反应的ΔH 0(填“>”或“<”)
②在一定条件下,能判断该反应一定达化学平衡状态的是 (填序号)。
A.3v(B)(正)=2v(C)(逆) B.A和B的转化率相等
C.容器内压强保持不变 D.混合气体的密度保持不变
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______________________.