题目内容

（1）汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：

写出该反应的热化学方程式：________________。
（2）二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
(ⅰ)CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1＝－90.1 kJ·mol－1
(ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1
水煤气变换反应：
(ⅲ)CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－41.1 kJ·mol－1
二甲醚合成反应：
(ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4＝－24.5 kJ·mol－1
由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_______________。
根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_________________。

（1）N2(g)＋O2(g)=2NO(g)ΔH＝＋183 kJ/mol；
（2）2CO(g)＋4H2(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)；ΔH＝－204.7 kJ/mol
一是使平衡向右移动，从而提高二甲醚的产率；二是使反应物浓度增大，有利于提高反应速率。

解析

练习册系列答案
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已知：①将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)；②C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为：
C(s)＋O2(g)=CO2 (g)；ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
CO(g)＋1/2O2(g)=CO2(g)；ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(g)；ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
请回答：
(1)根据以上信息，写出CO与水蒸气反应的热化学方程式：____________________________。

(2)如图是根据盖斯定律做出的循环图，根据图的转化关系和热化学方程式计算ΔH3＝________kJ/mol。
请比较ΔH1与ΔH3数值是否可以说明用水煤气做燃料要比直接燃煤放出的热量多________(是或否)原因是___________________________________。
(3)目前煤的运输还主要靠铁路运输和公路运输，你能在所学知识基础上提出缓解铁路和公路运输的方法：____________________________。

在人类生产、生活对能量的需求日益增长的今天，研究化学反应及其能量变化，对合理利用常规能源和开发新能源具有十分重要的意义。能源是人类赖以生存和发展不可缺少的因素。请完成下列问题：
(1)人类利用能源分为三个阶段，即________、________、________。
(2)矿物能源是现代人类社会赖以生存的重要物质基础。目前，全球仍主要处于化石能源时期。下列不属于化石能源的是________。(填序号，下同)
A．石油      B．煤  C．天然气    D．生物质能
(3)下列对能源的看法合理的是   (　　)。
A．化石能源属于不可再生能源，只会越用越少
B．生物能是一种可再生能源，有广泛的前景
C．太阳能、氢能、核能、地热能都属于新能源
D．我国人口众多、资源相对匮乏、环境承载能力较弱，因此要建设节约型社会

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(g)  △H = －2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g)             △H = －566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g)    △H =" +" 44.0 kJ/mol
（1）写出C3H8燃烧时燃烧热的热化学方程式                                            。
（2）C3H8在不足量的氧气里燃烧，生成CO、CO2、H2O(g)，将所有的产物通入一个体积固定的密闭
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)
该反应的平衡常数与温度的关系如下表：

温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
 
保持温度为800℃，在甲、乙两个恒容密闭容器中，起始时按照下表数据进行投料，充分反应直至达到平衡。
 
H2O
CO
CO2
H2
甲 （质量/g）
1.8
8.4
a
1
乙 （质量/g）
1.8
2.8
0
0
 
①起始时，要使甲容器中反应向正反应方向进行，则a的取值范围是                 ；达到平衡
时，乙容器中CO的转化率为        。
②如图表示上述甲容器中反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某一个条件而发生变化的情况。则t2时刻改变的条件可能是                            、                   （答两个要点即可）。

（3）CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
① Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为　　          　　　　　　　　   　　　　　；
② 已知25℃时，H2CO3的电离平衡常数K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L，当Na2CO3溶液的pH为11时， 溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-) =            。
③ 0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(OH-) － c(H+ ) =                        [用含c(HCO3－)、c(H2CO3)的符号表示]。

(1)甲醇可作为燃料电池的原料。以CH4和H2O为原料,通过下列反应来制备甲醇。
Ⅰ:CH4 (g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH="+206.0" kJ·mol-1
Ⅱ:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH="-129.0" kJ·mol-1
CH4(g)与H2O(g)反应生成CH3OH (g)和H2(g)的热化学方程式为                        。
(2)甲醇对水质会造成一定的污染,有一种电化学法可消除这种污染,其原理是:通电后,将Co2+氧化成Co3+,然后以Co3+作氧化剂把水中的甲醇氧化成CO2而净化。实验室用如图装置实现上述过程:

①写出阳极电极反应式:                       。
②写出除去甲醇的离子方程式:                   。
(3)写出以NaHCO3溶液为介质的Al—空气原电池的负极反应式:               。
(4)人工肾脏可采用间接电化学方法除去代谢产物中的尿素,原理如图:

①电源的负极为   (填“A”或“B”)。
②阳极室中发生的反应依次为                        。
③电解结束后,阴极室溶液的pH与电解前相比将      ;若两极共收集到气体13.44 L(标准状况),则除去的尿素为       g (忽略气体的溶解)。

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________。
（3）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＝________。

(1)新的《环境空气质量标准》(GB 30952012)将于2016年1月1日在我国全面实施。据此,环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标,为公众提供健康指引,引导当地居民合理安排出行和生活。
①汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体,用化学方程式解释产生NO的原因                                。
②汽车排气管内安装的催化转化器,可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。已知:
N2(g)+O2(g)="2NO(g)" ΔH="+180.5" kJ/mol
2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ΔH="-221.0" kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH="-393.5" kJ/mol
则反应2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)的ΔH=   kJ/mol。
(2)直接排放氮氧化物会形成酸雨、雾霾,催化还原法和氧化吸收法是常用的处理方法。利用NH3和CH4等气体除去烟气中的氮氧化物。已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH1="a" kJ/mol;欲计算反应CH4(g)+4NO(g)=CO2(g)+2H2O(l)+2N2(g)的焓变ΔH2则还需要查询某反应的焓变ΔH3,当反应中各物质的化学计量数之比为最简整数比时,ΔH3="b" kJ/mol,该反应的热化学方程式是                 ,据此计算出ΔH2=   kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
(3)下表列出了工业上吸收SO2的三种方法。

方法Ⅰ
用氨水将SO2转化(NH4)2SO3,再氧化成(NH4)2SO4
方法Ⅱ
用生物质热解气(主要成分CO、CH4、H2)将SO2在高温下还原成单质硫
方法Ⅲ
用Na2SO3溶液吸收SO2,再经电解转化为H2SO4
方法Ⅱ主要发生了下列反应:
2CO(g)+SO2(g)=S(g)+2CO2(g) ΔH="+8.0" kJ/mol
2H2(g)+SO2(g)=S(g)+2H2O(g)ΔH="+90.4" kJ/mol
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH="-566.0" kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH="-483.6" kJ/mol
则S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)的热化学方程式可表示为                     。
(4)合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如图所示,则CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为                          。 

化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。现提供H2燃烧反应中有关物质的化学键键能： H—H键键能为Q1 kJ·mol－1、H—O键键能为Q3 kJ·mol－1、O2分子内氧原子间的键能为Q2 kJ·mol－1。
(1)请根据上述数据，在图中标注的数字处，填出能量变化的数值或根据箭头的指向填写能量变化是“放出”热量还是“吸收”热量。

(2)请写出1 molH2燃烧生成液态水的热化学反应方程式：____________________________。

能源问题是当前人类社会面临的一项重大课题，H2、CO、CH3OH都是重要的能源物质，它们的燃烧热依次为285.8 kJ/mol、282.5 kJ/mol、726.7 kJ/mol。请回答：
(1)已知CO和H2在一定条件下可以合成甲醇：CO+2H2=CH3OH。则H2与CO反应生成CH3OH的热化学方程式为：                                       。
(2)如图为某种燃料电池的工作原理示意图，a、b均为惰性电极。

①使用时，空气从      口通入(填“A”或“B”)；
②假设使用的“燃料”是甲醇，a极的电极反应式为：                     ________________
③假设使用的“燃料”是水煤气(成分为CO、H2)用这种电池电镀铜，待镀金属增重6.4 g，则至少消耗标准状况下水煤气的体积为     。

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