题目内容

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ΔH分别为－285.8 kJ/mol、－283.0 kJ/mol和－726.5 kJ/mol。请回答下列问题：

(1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是__________kJ；

(2)甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为________________________；

 

【答案】

（4分）(1)2 858（2分）

(2)CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)    ΔH＝－443.5 kJ/mol（2分）

【解析】

试题分析：（1）氢气的燃烧热是285.8 kJ/mol，所以用太阳能分解10 mol水消耗的能量是285.8 kJ/mol×10mol＝2858kJ。

（2）根据燃烧热可知①：2CO(g)＋O2(g)＝CO2(g) △H＝－566 kJ/mol、②：2CH3OH(l)＋3O2(g)===2CO2(g)＋4H2O(l)    ΔH＝－1453 kJ/mol，所以根据盖斯定律可知，（②－①）÷2即得到CH3OH(l)＋O2(g)===CO(g)＋2H2O(l)，所以该反应的△H＝－443.5 kJ/mol。

考点：考查反应热的有关计算

点评：该题主要是考查学生对燃烧热以及利用盖斯定律解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范的解题能力，难度不大。

 

练习册系列答案
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（2011?江西）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．请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是
2858
2858
kJ；
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-443.5kJ?mol-1
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-443.5kJ?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，实验结果如下图所示（注：T1、T2均大于300℃）；下列说法正确的是
③④
③④
（填序号）
①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）=
nA
tA
mol?L-1?min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时
n(H2)
n(CH3OH)  
增大
（4）在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为
2-a
2
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，负极的反应式为
CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
，正极的反应式为
3
2
O2+6H++6e-=3H2O
3
2
O2+6H++6e-=3H2O
．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%
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）．
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．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．
请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是
2858
2858
kJ；
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2 H2O（l）△H=-443.5kJ?mol-1
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2 H2O（l）△H=-443.5kJ?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
③④
③④
（填序号）
①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为v（CH3OH）=
nA
tA
 
nA
tA
mol?L-1?min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时增大
（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转化率为α，则容器内的压强与起始压强之比为
1-
a
2
1-
a
2
．
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．
请回答下列问题：
（1）用太阳能分解5mol水消耗的能量是
1429
1429
kJ；
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2 H2O（l）△H=-443.5kJ?mol-1
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2 H2O（l）△H=-443.5kJ?mol-1
；
（3）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变得情况下，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
②④
②④
（填序号）
①度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为：v（CH3OH）=
nA
tA
mol?L-1?min-1
②该反应为放热反应
③该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时
n(H2)
n(CH3OH)
增大
（4）在T1温度时，将1molCO2和3molH2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为
（2-a）：2
（2-a）：2
．
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．
请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是
2858
2858
kJ；
（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-443.5kJ/mol
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-443.5kJ/mol
；
（3）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变得情况下，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
③④
③④
（填序号）
①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为：v（CH3OH）=
nA
tA
mol?L-1?min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时
n(H2)
n(CH3OH)
增大
（4）在T1温度时，将1mol CO2和3mol H2充入一密闭恒容器中，充分反应达到平衡后，若CO2转化率为a，则容器内的压强与起始压强之比为
2-a
2
2-a
2
．
碳是化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质．
（1）使Cl2和H2O（g）通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1molCl2参与反应时释放出145KJ热量，写出该反应的热化学方程式
2Cl2（g）+2H2O（g）+C（s）=4HCl（g）+CO2（g）△H=-290.0kJ?mol-1
2Cl2（g）+2H2O（g）+C（s）=4HCl（g）+CO2（g）△H=-290.0kJ?mol-1

（2）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与CO2反应生成甲醇．已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l）的燃烧热分别为285.8KJ/mol-1、283.0kJ?mol-1和726.5kJ?mol-1．则：①利用太阳能分解10mol水消耗的能量是
2858
2858
 kJ．
②甲醇不完全燃烧生成CO和液态水的热化学方程式为
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-443.5kJ?mol-1
CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）△H=-443.5kJ?mol-1

（3）某反应的反应过程中能量变化如图 所示（图中E1 表示正反应的活化能，E2 表示逆反应的活化能）．下列有关叙述正确的是
ACD
ACD

A．该反应为吸热热反应
B．催化剂能改变该反应的焓变
C．催化剂能降低该反应的活化能
D．逆反应的活化能小于正反应的活化能．

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