题目内容

已知CH4（g）+2O2（g）→CO2（g）+2H2O（g）△H═-Q1；2H2（g）+O2（g）→2H2O（g）△H═-Q2；H2O（g）→H2O（l）△H═-Q3
常温下，取体积比为4：1的甲烷和H2的混合气体112L（标准状况下）经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为（ ）
A．4Q1+0.5Q2
B．4Q1+Q2+10Q3
C．4Q1+2Q2
D．4Q1+0.5Q2+9Q3
【答案】分析：根据盖斯定律书写生成甲烷、氢气生成液体水的热化学反应方程式，根据n=计算混合气体的物质的量，结合体积分数计算甲烷、氢气各自物质的量，结合热化学方程式计算放出的热量．
解答：解：已知：①、CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H═-Q1；
②、2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H═-Q2；
③、H2O（g）=H2O（l）△H═-Q3；
根据盖斯定律，①+2×③得CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H═-Q1-2Q3，
根据盖斯定律，②+2×③的2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）△H═-Q2-2Q3，
112L体积比为4：1的甲烷和H2的混合气体的物质的量为=5mol，
故甲烷的物质的量我5mol×=4mol，完全燃烧生成液体水放出的热量为（Q1+2Q3）×=4（Q1+2Q3），
氢气的物质的量为5mol-4mol=1mol，完全燃烧生成液体水放出的热量为（Q2+2Q3）×=0.5（Q2+2Q3），
故甲烷、氢气完全燃烧，放出的热量为：4（Q1+2Q3）+0.5（Q2+2Q3）=4Q1+0.5Q2+9Q3，
故选D．
点评：考查反应热的有关计算，难度中等，注意常温下生成的水是液态，利用盖斯定律书物质燃烧生成液态水的热化学方程式是解题关键．
练习册系列答案
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为解决大气中CO2的含量增大的问题，某科学家提出“绿色自由”构想：把工厂排出的富含CO2的废气经净化吹入碳酸钾溶液吸收，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应使废气中的CO2转变为燃料甲醇．“绿色自由”构想的部分技术流程如下：

（1）合成塔中反应的化学方程式为
CO2+3H2
一定条件
→CH3OH+H2O
CO2+3H2
一定条件
→CH3OH+H2O
；△H＜0．从平衡移动原理分析，低温有利于提高原料气的平衡转化率．而实际生产中采用300℃的温度，除考虑温度对反应速率的影响外，还主要考虑了
催化剂的催化活性
催化剂的催化活性
．
（2）从合成塔分离出甲醇的原理与下列
C
C
操作的原理比较相符（填字母）．
A．过滤    B．分液    C．蒸馏    D．结晶
（3）工业流程中一定包括“循环利用”，“循环利用”是提高效益、节能环保的重要措施．“绿色自由”构想技术流程中能够“循环利用”的，除K2CO3溶液和CO2、H2外，还包括
高温水蒸气
高温水蒸气
．
（4）在体积为2L的合成塔中，充入2mol CO2和6mol H2，测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．从反应开始到平衡，v（H2）=
0.24mol/（L?min）
0.24mol/（L?min）
；能使平衡体系中n（CH3OH）/n（CO2）增大的措施有
增大H2的用量等
增大H2的用量等
．
（5）如将CO2与H2以1：4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4．已知CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H1=-890.3kJ/mol，H2 （g）+
1
2
O2（g）=H2O（l）△H2=-285.8kJ/mol写出CO2（g）与H2（g）反应生成CH4（g）与液态水的热化学方程式
CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=-252.9kJ/mol
CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（l）△H=-252.9kJ/mol
．
已知CH4（g）+2O2(g)CO2(g)+2H2O(l)　ΔH=-Q1 kJ·mol-1

H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH=-Q2 kJ·mol-1

H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH=-Q3 kJ·mol-1

常温下取体积比为4∶1的甲烷和氢气的混合气体11.2 L(标准状况)，经完全燃烧后恢复到室温，则放出的热量为?(    )?

A.0.4Q1+0.05Q3                                                                                                           B.0.4Q1+0.05Q2?

C.0.4Q1+0.1Q3                                                                                                               D.0.4Q1+0.2Q2

碳及其含碳化合物在人们的生产生活中应用广泛。

（1）天然气是人们日常生活中的清洁能源。

已知①CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2 H2O（l）；  △H1＝－890．3kJ·mol－1

②2 CO（g）＋O2（g）＝2CO2 (g)；  △H2＝－566 kJ·mol－1

则反应2 CH4（g）＋3O2（g）＝2CO（g）＋4H2O（l）的△H＝_____________。

（2）甲烷燃料电池的化学方程式为CH4＋2O2＝CO2＋2H2O。某甲烷燃料电池以甲烷为燃料，以空气为氧化剂，以熔融的K2CO3（其中不含O2－和HCO3—）为电解质，以具有催化作用和导电性能的稀土金属为电极。

该燃料电池的负极电极反应式为：CH4－8e－＋4CO32—＝5CO2＋2H2O，则其正极电极反应式为____________；为使电解质的组成保持稳定，使该燃料电池长时间稳定运行，在通入的空气中必须加入________________物质。

（3）以该燃料电池为电源，以铂作电极电解1000g 4．55％的NaOH溶液，一段时间后，溶液中溶质的质量分数变为5．00％，则阳极产生的气体在标准状况下的体积为________L。

（4）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下三组数据：

①实验A中以v（H2）表示的反应速率为___________________。

②通过计算可知，CO的转化率实验A_______________实验B（填“大于”、“等于”或“小于”），该反应的正反应为______________热反应（填“吸”或“放”）。

③若实验C要达到与实验B相同的平衡状态，则a、b应满足的关系是_________________（用含a、b的数学式表示）。

 

碳及其含碳化合物在人们的生产生活中应用广泛。
（1）天然气是人们日常生活中的清洁能源。
已知①CH4（g）＋2O2（g）＝CO2（g）＋2 H2O（l）； △H1＝－890．3kJ·mol－1
②2 CO（g）＋O2（g）＝2CO2 (g)； △H2＝－566 kJ·mol－1
则反应2 CH4（g）＋3O2（g）＝2CO（g）＋4H2O（l）的△H＝_____________。
（2）甲烷燃料电池的化学方程式为CH4＋2O2＝CO2＋2H2O。某甲烷燃料电池以甲烷为燃料，以空气为氧化剂，以熔融的K2CO3（其中不含O2－和HCO3—）为电解质，以具有催化作用和导电性能的稀土金属为电极。
该燃料电池的负极电极反应式为：CH4－8e－＋4CO32—＝5CO2＋2H2O，则其正极电极反应式为____________；为使电解质的组成保持稳定，使该燃料电池长时间稳定运行，在通入的空气中必须加入________________物质。
（3）以该燃料电池为电源，以铂作电极电解1000g 4．55％的NaOH溶液，一段时间后，溶液中溶质的质量分数变为5．00％，则阳极产生的气体在标准状况下的体积为________L。
（4）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入到体积为2 L的恒容密闭容器中，进行反应CO（g）＋H2O（g）CO2（g）＋H2（g），得到如下三组数据：

①实验A中以v（H2）表示的反应速率为___________________。
②通过计算可知，CO的转化率实验A_______________实验B（填“大于”、“等于”或“小于”），该反应的正反应为______________热反应（填“吸”或“放”）。
③若实验C要达到与实验B相同的平衡状态，则a、b应满足的关系是_________________（用含a、b的数学式表示）。

Ⅰ．某溶液中仅含下表离予中的5种离子（不考虑水的电离及离子的水解），且各离子的物质的量均相等都为0．0lmol。

①若向原溶液中加入KSCN溶液，无明显变化。

②若向原溶液中加入过量的盐酸,有气体生成．溶液中阴离子种类不变。

③若向原溶液中加入BaCl2溶液，有白色沉淀生成。

试回答下列问题

（1）若先向原溶液中先加入过量的盐酸，再加入KSCN溶液，现象是__________________。该过程中涉及的离子方程式有________________、__________________。

（2）向原溶液中加入足量的NaOH溶液，充分反应后，过滤、洗涤、灼烧，最终所得固体为____________________（写化学式）。

（3）向原溶液中加入足量盐酸后，用排水法收集所产生的气体并使气体恰好充满容器，将容器倒置于水槽中，再向容器中通入___________mLO2（气体体积均指标准状况），能使溶液充满该容器。

Ⅱ．amolCu2S和bmol FeS投入到v L c mol／L的稀硝酸中；充分反应，生成NO气体，所得澄清溶液可以看作Cu（NO3）2、Fe（NO3）3和H2SO4的混合溶液，则反应中未被还原的硝酸的物质的量为   ___________mol（用同时含有a、b、v、c的表达式表示）。

Ⅲ．已知CH4（g）＋2O2（g）CO2（g）＋2H2O（l）   △H1＝a kJ／mol欲计算反应CH4（g）＋4NO（g）2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（l）的焓变△H2，则还需要查找某反应的焓变△H3，当反应中各物质化学计量数之比为最简整数比时△H3＝b kJ／mol，则该反应的热化学方程式为______________________________________。

据此计算出△H2＝_____________kJ／mol（用含a和b的式子表示）。

 

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