题目内容

1 mol甲烷和一定量氯气在光照下反应，恰好反应生成了等物质的量的四种氯代甲烷，则消耗氯气的物质的量为(  )

A.2mol                  B.2.5mol                  C.3mol                  D.5mol

解析：首先要熟悉取代反应的过程，还要熟练运用质量守恒定律。据C原子守恒，4种氯代甲烷各0.25 mol，则参加反应的氯气为：

n(Cl2)=0.25mol×1+0.25mol×2+0.25mol×3+0.25mol×4=2.5mol。或据，甲烷为1 mol，则氯气为2.5 mol。

答案：B

练习册系列答案
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下列关于热化学反应的描述中正确的是（　　）

下列关于热化学反应的描述中正确的是

A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ·mol－1，则H2SO4和Ca(OH)2反应的热化学方程式为：H2SO4+Ca(OH)2=CaSO4＋2H2O;ΔH＝－57.3kJ·mol－1

B．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

C．CH4(g)的燃烧热是445.15kJ·mol－1，则CH4(g)燃烧的热化学方程式为：

CH4(g)＋2O2(g)CO2(g)＋2H2O(l);ΔH=－445.15kJ·mol－1

D．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷燃烧热

下列关于热化学反应的描述中正确的是(　　)

A．HCl和NaOH反应的中和热ΔH＝－57.3 kJ/mol，则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热

ΔH＝2×(－57.3) kJ/mol

B．CO(g)的标准燃烧热，ΔH =－283.0 kJ/mol

则2CO2(g)===2CO(g)＋O2(g)反应的ΔH＝＋2×283.0 kJ/mol

C．需要加热才能发生的反应一定是吸热反应

D．1 mol甲烷燃烧生成气态水和二氧化碳所放出的热量是甲烷的燃烧热

 

火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会造成环境污染。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。

  （1）脱硝。利用甲烷催化还原NOx：

CH4（g）＋4NO2（g）＝4NO（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）   

△H1＝－574 kJ·mol－1

CH4（g）＋4NO（g）＝2N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）    

△H2＝－1160 kJ·mol－1

甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为__________。

   （2）脱碳。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：

CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）  △H3

①取五份等体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1∶3），

分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间

后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如下图所示，则

上述CO2转化为甲醇的反应的△H3__________0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

 

②在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2，进行上述反应。测得CO2

和CH3OH（g）的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是__________（填

字母代号）。

 

        A．第10 min后，向该容器中再充入1 mol CO2和3 mol H2，则再次达到平衡时c（CH3OH）=1．5 mol·L-1

        B．0~10 min内，氢气的平均反应速率为0．075 mol/（L·min）

        C．达到平衡时，氢气的转化率为0．75

        D．该温度下，反应的平衡常数的值为3/16

        E．升高温度将使n（CH3OH）/n（CO2）减小

③甲醇燃料电池结构如下图所示。其工作时正极的电极反应式可表示为_______。

（3）脱硫。某种脱硫工艺中将废气经处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物作为副产品化肥。设烟气中的SO2、NO2的物质的量之比为1∶1，则该反应的化学方程式为__________。

    （4）硫酸铵和硝酸铵的水溶液的pH＜7，其中原因可用一个离子方程式表示为：__________；在一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的NaOH溶液，使溶液的pH=7，则溶液中c（Na+）+c（H+）__________c（NO3-）+c（OH-）（填写“＞”“＝”或“＜”）

 

 

乙醇是一种可燃性液体，按一定比例混合的乙醇汽油是一种新型清洁车用燃料，某科研机构研究利用CO2合成乙醇的方法：

（i）2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH1

原料气氢气

（ii）CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)?? ΔH2

回答下列问题：

（1）使用乙醇汽油（汽油用戊烷代替）燃料时．气缸工作时进行的反应较多，写出燃烧产生有毒气体CO、NO的所有反应的化学方程式：________________________。

（2）反应(i)中能够提高氢气转化率的措施有____。

A．增大压强????? B．加催化剂?????? C．增大CO2的浓度????? D．及时分离体系中的乙醇

（3）利用CO合成乙醇是目前工业生产较为成熟的工艺。已知下列热化学方程式：

（iii）CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)?? ΔH3

写出以CO(g)与H2(g)为原料合成乙醇的热化学方程式：___________________（焓变用H1、H3表示）。

（4）反应(ii)中的甲烷和水蒸气是在特定的催化剂表面上进行的，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：

?? 由此推知反应(ii)的焓变H2________0（填“>”、“=”或“<”）。某温度下，向容积为1 L的密闭容器中加入1 mol甲烷和1mol水蒸气，经过5h反应达到平衡状态，此时测得CH4的浓度变为0.5 mol/L。该温度下，反应(ii)的平衡常数K=__________________，反应开始至达到平衡时氢气的反应速率v(H2)=_________。

（5）机动车在改用乙醇汽油后，并不能减少氮氧化物的排放。使用合适的催化剂可使NO转化为氮气，实验测得NO转化为氮气的转化率随温度变化曲线如下图所示：

由图像可知，在没有CO情况下，温度超过775K，NO的转化率减小，造成这种现象的原因可能是___________________________；在NO和CO物质的量之比为1：1的情况下，应控制的最佳温度为__________________左右。

 

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