题目内容
按要求完成下列问题:
(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇(液体,分子式为CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为____________________;将该反应设计成碱性燃料电池,写出该电池的负极电极反应方程式 。
(2)氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。
已知: CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.2kJ·mol-1
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) △H=-247.4 kJ·mol-1
以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为 。
(3)已知白磷、红磷燃烧的热化学方程式分别为
P4(s,白磷)+ 5O2=P4O10(s);ΔH=–2986kJ·mol-1
4P(s,红磷)+ 5O2=P4O10(s);ΔH=–2956kJ·mol-1
则白磷比红磷 (填“稳定”或“不稳定”)
(4) 已知一定条件下A2与B2自发反应生成AB3,则反应
A2(g)+3B2(g)=2AB3(g) 的ΔS= 0,ΔH 0 (填“<”、“>”、“=”)
(5)右图为电解精炼银的示意图, (填a或b)极为含有杂质的粗 银,若b极有少量红棕色气体生成,则生成该气体的电极反应式为
解析试题分析:燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成温度氧化物时放出的热量;在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热725.8KJ.
燃烧热五热化学方程式为在燃料电池中,燃料做负极,氧气做正极,所以该电池的负极电极反应方程式为
。(2)由盖斯定律可知
(3)白磷放出的热量更多,因此白磷具有的能量比较大,能量越高越不稳定,因此红磷比白磷稳定。
(4)产物气体的量小于反应物气体的量,因此混乱度ΔS<0,该反应是放热反应,因此ΔH<0
(5)是电解池装置,阴极连接电池的负极,阳极连接电池的正极,因此b应该是纯银材料,a应为粗银。而若出现红棕色气体说明产生了二氧化氮气体。
考点:考查燃烧热化学反应方程式的书写,盖斯定律应用以及电解池的相关知识点。
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反应A+B→C分两步进行:①A+B→X,②X→C,反应过程中能量变化如下图所示,E1表示反应A+B→X的活化能。 下列有关叙述正确的是
A.E2表示反应X→C的活化能 |
B.反应A+B→C的△H<0 |
C.X是反应A+B→C的催化剂 |
D.加入催化剂可改变反应A+B→C的焓变 |
下列关于判断过程的方向的说法正确的是( )
A.所有自发进行的化学反应都是放热反应 |
B.高温高压下可以使石墨转化为金刚石是自发的化学反应 |
C.由能量判据和熵判据组合而成的复合判据,将更适合于所有的过程 |
D.同一物质的固、液、气三种状态的熵值相同 |
碘与氢气反应的热化学方程式是
①I2(g) + H2(g) 2HI(g) ΔH =-9.48 kJ·mol-1
②I2(s) + H2(g) 2HI(g) ΔH =" +26.48" kJ·mol-1
下列说法正确的是( )
A.①的产物比②的产物稳定 |
B.I2(s) = I2(g) ΔH=" +17.00" kJ·mol-1 |
C.②的反应物总能量比①的反应物总能量低 |
D.1mol I2(g)中通入1 mol H2(g),发生反应时放热9.48 kJ |
下列有关热化学方程式的叙述正确的是 ( )
A.已知2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ/mol,则氢气的燃烧热为-285.8 kJ/mol |
B.已知C(石墨,s)===C(金刚石,s) ΔH>0,则金刚石比石墨稳定 |
C.含20.0 g NaOH的稀溶液与稀盐酸完全中和,放出28.7 kJ的热量,则稀醋酸和稀NaOH溶液反应的热化学方程式为:NaOH(aq)+CH3COOH(aq)===CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH=-57.4 kJ/mol |
D.已知2C(s)+2O2(g)===2CO2(g) ΔH1;2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH2,则ΔH1>ΔH2 |
(14分)工业上利用CO和水蒸气在一定条件下发生反应制取氢气:
①CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol
某小组研究在相同温度下该反应过程中的能量变化。他们分别在体积均为V L的两个恒温恒容密闭容器中加入一定量的反应物,使其在相同温度下发生反应。相关数据如下:
容器编号 | 起始时各物质物质的量/mol | 达到平衡的时间/min | 达平衡时体系能量的变化/kJ | ||||
CO | H2O | CO2 | H2 | ||||
① | 1 | 4 | 0 | 0 | t1 | 放出热量:32.8 kJ | |
② | 2 | 8 | 0 | 0 | t2 | 放出热量:Q | |
(2)容器①中反应达平衡时,CO的转化率为 %。
(3)计算容器②中反应的平衡常数K= 。
(4)下列叙述正确的是 (填字母序号)。
A.平衡时,两容器中H2的体积分数相等
B.容器②中反应达平衡状态时,Q > 65.6 kJ
C.反应开始时,两容器中反应的化学反应速率相等
D.容器①中,化学反应速率为:
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(5)已知:②2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O (g) ΔH=-484 kJ/mol,写出CO完全燃烧生成CO2的热化学方程式: 。
(6)容器①中反应进行到t min时,测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收,反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示) 。
(7)研究发现,可以用石墨作阳极、钛网作阴极、熔融CaF2-CaO作电解质,利用图中所示装置获得金属钙,并以钙为还原剂,还原二氧化钛制备金属钛。
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①写出阳极所发生反应的电极反应式: 。
②在制备金属钛前后,CaO的总量不变,其原因是(请结合反应式解释) 。
(14分)2013年12月2日,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥三号”探月卫星成功送入太空,进一步向广寒宫探索。“长征三号甲”是三级液体助推火箭,一、二级为常规燃料,常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。
Ⅰ.常规燃料通常指以肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮做氧化剂。但有人认为若用氟气代替二氧化氮作氧化剂,反应释放的能量更大(两者反应生成氮气和氟化氢气体)。
已知:①N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H = -543kJ·mol-1
②H2(g)+
F2(g) = HF(g) △H = -269kJ·mol-1
③H2(g)+ O2(g) = H2O(g) △H = -242kJ·mol-1
请写出肼和氟气反应的热化学方程式:_____________________________。
Ⅱ.氧化剂二氧化氮可由NO和 O2生成,已知在2 L密闭容器内,800 ℃时反应:
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH 的体系中,n(NO)随时间的变化如表:
时间(s) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n(NO)(mol) | 0.200 | 0.100 | 0.080 | 0.050 | 0.050 | 0.050 |
n(O2)(mol) | 0.100 | 0.050 | 0.040 | 0.025 | 0.025 | 0.025 |
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是________。
A.容器内颜色保持不变 B. 2v逆(NO)=v正(O2)
C.容器内压强保持不变 D.容器内密度保持不变
(3)为使该反应的速率增大,提高NO的转化率,且平衡向正反应方向移动应采取的措施有 。
(4)在上述条件下,计算通入2 mol NO和1 mol O2的平衡常数K=______________。
(5)在上述条件下,若开始通入的是0.2 mol NO2气体,达到化学平衡时,则NO2的转化率为 。