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精英家教网科学家认为,氢气是一种高效而无污染的理想能源.为减少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:在101kPa下,2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ?mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ?mol-1H2O(g)=H2O(l)△H=-44kJ?mol-1
(1)CO的标准燃烧热△H=
 

(2)如图为1molH2与足量O2反应生成液态水和气态水的能量变化关系图,则图中的△H=
 

(3)写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式
 
分析:(1)燃烧热是指1mol纯净物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量;
(2)图中的△H表示1molH2与足量O2反应生成液态水的反应热由2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6KJ/mol、H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0KJ/mol来计算;
(3)利用2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol、2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6KJ/mol结合盖斯定律来写出CO和 H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式.
解答:解:(1)2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ?mol-1,则CO(g)+
1
2
O2(g)═CO2(g)△H=-283.0 kJ?mol-1,热化学方程式中CO的物质的量为1mol,生成稳定的氧化物二氧化碳,符合燃烧热的定义,△H等于CO的燃烧热,
故答案为:-283 kJ?mol-1; 
(2)图中的△H表示1molH2与足量O2反应生成液态水的反应热,由2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6KJ/mol、2H2O(g)═2H2O(l)△H=-88.0KJ/mol,即2mol氢气燃烧生成液态水,放出的热量为483.6kJ+88kJ=571.6kJ,则1mol氢气燃烧生成液态水时放出的热量为
571.6kJ
2
=285.8kJ,则图中的△H=-285.8 kJ?mol-1
故答案为:-285.8 kJ?mol-1
(3)由①2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol、②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6KJ/mol,
根据盖斯定律可知
①-②
2
得CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g),
△H=
-566kJ/mol-(-483.6kJ/mol)
2
=-41.2kJ/mol,
即热化学反应方程式为CO(g)+H2O(g)═CO2(g)+H2(g)△H=-41.2kJ/mol,
故答案为:CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H=-41.2 kJ?mol-1
点评:本题主要考查了热化学反应方程式的计算,掌握盖斯定律的应用是解答的关键,题目难度中等.
练习册系列答案
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(15分)科学家认为,氢气是一种高效而无污染的理想能源,近20年来,对以氢气作为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展。

(1)为了有效发展民用氢能源,首先必须制得廉价的氢气,下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是         。(选填字母)

A.电解水                               B.锌和稀硫酸反应

C.光解海水                             D.分解天然气

(2)用水分解获得氢气的能量变化如右图所示,表示使用催化剂是曲线         。该反应为         (放热还是吸热)反应

(3)1g的氢气完全燃烧生成液态水释放出142.9kJ的热量写出其完全燃烧的热化学方程式:                               

(4)利用氢气和CO合成二甲醚的三步反应如下:

① 2H2(g) + CO(g)  CH3OH(g);ΔH =-90.8 kJ·mol1

② 2CH3OH(g)  CH3OCH3(g) + H2O(g);ΔH=-23.5 kJ·mol1

③ CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g);ΔH=-41.3 kJ·mol1

总反应:3H2(g) + 3CO(g)  CH3OCH3(g) + CO2 (g)的ΔH=         

(5)氢氧燃料电池能量转化率高,具有广阔的发展前景。现用氢氧燃料电池进行下图所示实验:

①氢氧燃料电池中,正极的电极反应式为                 

②上图装置中,某一铜电极的质量减轻3.2g,则 a 极上消耗的O2在标准状况下的体积为

         L。

(6)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。则正极电极方程式         

 

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