题目内容

以下是一些烷烃的燃烧热(kJ/mol)数据,回答下列问题:

化合物
燃烧热
化合物
燃烧热
甲烷
891.0
正丁烷
2 878.0
乙烷
1560.8
异丁烷
2 869.6
丙烷
2 221.5
2-甲基丁烷
3 531.3
 
(1)已知:物质的能量越高越不稳定,根据表中的数据,比较正丁烷、异丁烷的热稳定性:正丁烷______异丁烷(填“>”、“=”或“<”)。
(2)写出乙烷燃烧的热化学方程式:________________________
(3)相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量______(填“越多”、“越少”或“相同”)。

(1)<    (2)2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l)  ΔH=-3121.6kJ/mol    (3)越少

解析试题分析:根据表中的数据可以看出:正丁烷的燃烧热为2 878.0 kJ/mol;而异丁烷的燃烧热为2 869.6 kJ/mol。由于物质的能量越高越不稳定,因此稳定性正丁烷<异丁烷。(2)根据已知的燃烧热的数据可得乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H2O(l)  ΔH=-3121.6kJ/mol。(3) 对于烷烃来说,分子式通式为CnH2n+2。可见:随着分子中C原子数的增多,C的含量逐渐增大。1g甲烷完全燃烧产生的热量为891.0KJ÷16=55.7KJ;1g乙烷完全燃烧产生的热量为1560.8KJ÷30=52.0KJ;对其它烷烃进行计算会发现:相同质量的烷烃,碳的质量分数越大,燃烧放出的热量越少。
考点:考查物质的稳定性与能量的关系、烷烃的燃烧热化学方程式的书写及燃烧放出热量的变化规律。

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(14分)二甲醚(CH3OCH3)和甲醇(CH3OH)都是高效清洁能源。工业上利用煤的气化产物(水煤气)合成甲醇和二甲醚。回答下列问题:
(1)制备二甲醚最后一步反应由Al2O3催化甲醇脱水合成,反应方程式为                      
(2)已知:CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g)  △H= —90.1kJ·mol-1 CO(g)的燃烧热是282.8 kJ·mol-1;H2的燃烧热是285.8 kJ·mol-1写出表示CH3OH (g) 燃烧热的热化学反应方程式                                
(3)二甲醚直接燃料电池比甲醇直接燃料电池更高效,等质量的二甲醚和甲醇完全放电转移电子的物质的量之比是          。用二甲醚直接燃料电池电解足量饱和食盐水,当消耗9.2g二甲醚时理论上阴极产生的气体的体积为        L。(标况下)
(4)在合成中伴有水煤气交换反应:CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g),等物质的量的CO(g)和H2O(g)加入密闭容器中反应,平衡时测得结果如下表。

温度
260℃
     280℃
295℃
   310℃
CO转化率
    89%
     80%
    75%
    60%
①请解释CO转化率随温度变化的关系                                        
②列式计算280℃时平衡常数                          
③若平衡体系中,测得H2的压强占总压的30%,要使体系中CO转化率达到70%,应该使温度             (填“升高”、“降低”、“不变”)

工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等,是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。
(1)SO2在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是__________。
(2)NOx和SO2在空气中存在下列平衡:
2NO(g)+ O2(g) 2NO2(g) △H= -113.0 kJ·mol-1 
2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) △H=-196.6 kJ·mol-1 
SO2通常在二氧化氮的存在下,进一步被氧化,生成SO3
①写出NO2和SO2反应的热化学方程式为________。
②随温度升高,该反应化学平衡常数变化趋势是________。
(3)提高2SO2 + O2 2SO3反应中SO2的转化率,是减少SO2排放的有效措施。
①T温度时,在1L的密闭容器中加入2.0 mol SO2和1.0 mol O2,5 min后反应达到平衡,二氧化硫的转化率为50%,该反应的平衡常数是_______。
②在①中条件下,反应达到平衡后,改变下列条件,能使SO2的转化率提高的是_______(填字母)。
a.温度和容器体积不变,充入1.0 mol He
b.温度和容器体积不变,充入1.0 mol O2
c.在其他条件不变时,减少容器的体积
d.在其他条件不变时,改用高效催化剂
e.在其他条件不变时,升高体系温度
(4)工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气。如图是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图。
①电解饱和食盐水的化学方程式是     

②用溶液A吸收含二氧化硫的废气,其反应的离子方程式是     
③用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气,其反应的离子方程式是       

甲醇燃料分为甲醇汽油和甲醇柴油。工业上合成甲醇的方法很多。
(1)一定条件下发生反应:
CO2(g) +3H2(g) =CH3OH(g)+H2O(g) △H1
2CO (g) +O2(g) =2CO2(g)  △H2
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)   △H3
则 CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g) 的△H=               
(2)在容积为2L的密闭容器中进行反应:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ,其他条件不变,在300℃和500℃时,物质的量n(CH3OH) 与反应时间t的变化曲线如图所示。该反应的△H    0 (填>、<或=)。

(3)若要提高甲醇的产率,可采取的措施有____________(填字母)。

A.缩小容器体积
B.降低温度
C.升高温度
D.使用合适的催化剂
E.将甲醇从混合体系中分离出来
(4)CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2,T℃时,向1 L密闭容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O(g),5小时后测得反应体系达到平衡状态,此时CH4的转化率为50% ,计算该温度下的平衡常数     (结果保留小数点后两位数字)。
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①B极的电极反应式为                     
②若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解硫酸铜溶液,当电路中转移1mole- 时,实际上消耗的甲醇的质量比理论上大,可能原因是                     
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