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10.由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,写出该反应的热化学方程式:H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ/mol.若1g水蒸气转化成液态水放热244.4kJ,则反应H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)的△H-285.5kJ•mol-1

分析 根据热化学方程式的书写原则写出氢气燃烧生成气态水的热化学方程式;
根据m=nM计算1mol水的质量为18g,进而计算1mol气态水转化成液态水放出的热量,结合氢气与氧气反应生成气态水的反应热计算生成液态水的反应热.

解答 解:(1)氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,该反应的热化学方程式为:H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ/mol,
故答案为:H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(g)△H=-241.8kJ/mol;
(2)1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ,故18g水蒸气转化成液态水放出热量2.444kJ×18=44kJ,故反应H2(g)+$\frac{1}{2}$O2(g)═H2O(l)的反应热△H=-(241.8kJ/mol+44kJ/mol)=-285.8kJ/mol,
故答案为:-285.5.

点评 本题考查热化学方程式的书写与反应热的计算,难度不大,注意掌握热化学方程式的书写,物质聚集状态的分析判断,盖斯定律的计算应用,题目较简单.

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5.科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池.已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热△H分别为-285.8kJ•mol-1、-283.0kJ•mol-1和-726.5kJ,•mol-1.(注:燃烧热:1mol燃料完全燃烧所放出的能量即为该燃料的燃烧热.)请回答下列问题:
(1)用太阳能分解10mol水,理论上消耗的能量是2858kJ;
(2)写出甲醇完全燃烧的热化学方程式为:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l)△H=-726.5kJ•mol-1
(3)在容积为2L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如图所示(注:T1、T2均大于300℃):
下列说法正确的是CD;
A.温度T1时,反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为:v(CH3OH)=nA/tAmol•L-1•min-1
B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
C.该反应为放热反应
D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时$\frac{n({H}_{2})}{n(C{H}_{3}OH)}$增大
(4)在T1温度时,将1mol CO2和3mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为(2-a):2;
(5)在直接以甲醇为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性,正极的电极反应式为:O2+4e-+4H+=2H2O,总反应式为2CH3OH+3O2=2CO2+4H2O;
(6)理想状态下,该燃料电池消耗1mol甲醇所能产生的最大电能为702.1kJ,则该燃料电池的理论效率为96.6%(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比).
19.煤化工是以煤为原料,经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业过程.
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气.反应为:C(s)+H2O(g)?CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ•mol-1,△S=+133.7J•(K•mol)-1
①该反应能否自发进行与温度 有关;
②一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列能判断该反应达到化学平衡状态的是bc(填字母,下同).
a.容器中的压强不变        b.1mol H-H键断裂的同时断裂2molH-O键
c.v(CO)=v(H2O)        d.c(CO)=c(H2
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应 CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g),得到如下三组数据:
          实验组温度/℃起始量/mol平衡量/mol达到平衡所
需时间/min
H2OCOH2CO
1650241.62.45
2900120.41.63
3900abcdt
①实验1中以v(CO2) 表示的反应速率为0.16 mol•L-1•min-1
②该反应的逆反应为放(填“吸”或“放”)热反应
③若实验3要达到与实验2相同的平衡状态(即各物质的质量分数分别相等),且t<3min,则a、b应满足的关系是b=2a,且a>1 (用含a、b的数学式表示).
(3)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol-1)的变化.在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,下列措施中能使c (CH3OH)增大的是cd.
a.升高温度              
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2O(g)从体系中分离出来
d.再充入1mol CO2和3mol H2

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