题目内容
【题目】下列热化学方程式正确的是
A. 甲烷的燃烧热ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3kJ·mol-1
B. 500℃、30MPa下,将0.5molN2(g)和1.5mol H2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-38.6kJ·mol-1
C. HCl和NaOH反应的中和热ΔH=-57.3kJ·mol-1,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热ΔH=2×(-57.3)kJ·mol-1
D. 已知2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) ΔH=a,2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=b,则a<b
【答案】D
【解析】
A. 由甲烷的燃烧热H=890.3kJmol1,燃烧热表示可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物,产物水为液体水,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) H=890.3kJmol1,A项错误;
B. 将0.5molN2(g)和1.5molH2(g)置于密闭容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3kJ,合成氨为可逆反应,0.5molN2不能完全反应生成,则1molN2(g)充分反应生成NH3(g)放热大于38.6kJ,放热反应的焓变为负值,则N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<38.6kJmol1,B项错误;
C. 中和反应为放热反应,焓变为负值,生成硫酸钙放热,由HCl和NaOH反应的中和热△H=57.3kJmol1可知,H2SO4和Ca(OH)2反应的△H<2×(57.3) kJmol1,C项错误;
D. 完全燃烧比不完全燃烧放出热量多,燃烧反应的焓变为负值,由2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H=a, 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=b,可知a<b,D项正确;
答案选D。
【题目】二氧化氮可由NO和O2生成,已知在2L密闭容器内,800℃时反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH,n(NO)、n(O2)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 |
(1)已知:K800℃>K1000℃,则该反应的ΔH___0(填“大于”或“小于”),用O2表示0~2 s内该反应的平均速率为___。
(2)能说明该反应已达到平衡状态的是___。
a.容器内气体颜色保持不变 b.2v逆(NO)=v正(O2)
c.容器内压强保持不变 d.容器内气体密度保持不变
(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)在题述条件下,计算通入2molNO和1molO2的平衡常数K=___。
(5)在题述条件下,若开始通入的是0.2molNO2气体,达到化学平衡时,NO2的转化率为__。
(6)煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
①CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O ΔH<0
②CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH<0
对于反应②,欲提高NO2的转化率,可采取的措施有____。
a.增加原催化剂的表面积 b.降低温度 c.减小投料比[n(NO2)/n(CH4)] d.增大压强
【题目】催化还原CO2是解决温室效应及能源问题的重要手段之一。研究表明,在Cu/ZnO催化剂存在下,CO2和H2可发生两个平行反应,分别生成CH3OH和CO。反应的热化学方程式如下:
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-53.7kJ·mol-1 I
CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH2 II
某实验室控制CO2和H2初始投料比为1:2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如下实验数据:
T(K) | 催化剂 | CO2转化率(%) | 甲醇选择性(%) |
543 | Cat.1 | 12.3 | 42.3 |
543 | Cat.2 | 10.9 | 72.7 |
553 | Cat.1 | 15.3 | 39.1 |
553 | Cat.2 | 12.0 | 71.6 |
(备注)Cat.1:Cu/ZnO纳米棒;Cat.2:Cu/ZnO纳米片;甲醇选择性:转化的CO2中生成甲醇的百分比
已知:①CO和H2的标准燃烧热分别为-283.0kJ·mol-1和-285.8kJ·mol-1
②H2O(l)=H2O(g) ΔH3=44.0kJ·mol-1
请回答(不考虑温度对ΔH的影响):
(1)反应I的平衡常数表达式K=___;
(2)有利于提高CO2转化为CH3OH平衡转化率的措施有___。
A.使用催化剂Cat.1
B.使用催化剂Cat.2
C.降低反应温度
D.投料比不变,增加反应物的浓度
E.增大CO2和H2的初始投料比
(3)表中实验数据表明,在相同温度下不同的催化剂对CO2转化成CH3OH的选择性有显著的影响,其原因是___。
(4)在图中分别画出反应I在无催化剂、有Cat.1和有Cat.2三种情况下“反应过程~能量”示意图___。