4.下列说法正确的是( )
| A. | 甲烷的标准燃烧热为-890.3 kJ•mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式表示为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-890.3 kJ•mol-1 | |
| B. | 500℃、30 Mpa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的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)△H=-38.6kJ•mol-1 | |
| C. | 同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件的△H相同 | |
| D. | HCl和NaOH反应的中和热△H=-57.3kJ/mol,则H2SO4和Ca(OH)2反应的中和热△H=2×(-57.3)kJ/mol |
20.已知CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)反应的平衡常数和温度的关系如下:
回答下列问题:
(1)该反应的△H<0(填“<”“>”“=”);
(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的CO和0.80mol的H2O,反应初始6s内CO的平均反应速率v(CO)=0.003mol•L-1•s-1,则6s末CO2的物质的量浓度为0.018mol/L;反应达到平衡后CO的转化率为80%;
(3)判断该反应是否达到平衡状态的依据为cd(填正确选项前的字母);
a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c.c(CO)不随时间改变 d.单位时间里生成CO和H2的物质的量相等
(4)已知1000℃时,要使CO的转化率超过90%,则起始时c(H2O):c(CO)应不低于14.4;
(5)某燃料电池以CO为燃料,以空气为氧化剂,以熔融态的K2CO3为电解质,请写出该燃料电池正极的电极反应式O2+4e-+2CO2═2CO32-;
(6)已知CO可用于制备很多物质:
2CO(g)+SO2(g)═S(g)+2CO2(g)△H=+18.0kJ•mol-1
2H2(g)+SO2(g)═S(g)+2H2O(g)△H=+90.4kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-556.0kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1
请写出S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)热化学方程式S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-574.0kJmol-1.
| 温度/℃ | 700 | 800 | 830 | 1000 | 1200 |
| 平衡常数 | 1.7 | 1.1 | 1.0 | 0.6 | 0.4 |
(1)该反应的△H<0(填“<”“>”“=”);
(2)830℃时,向一个5L的密闭容器中充入0.20mol的CO和0.80mol的H2O,反应初始6s内CO的平均反应速率v(CO)=0.003mol•L-1•s-1,则6s末CO2的物质的量浓度为0.018mol/L;反应达到平衡后CO的转化率为80%;
(3)判断该反应是否达到平衡状态的依据为cd(填正确选项前的字母);
a.压强不随时间改变 b.气体的密度不随时间改变
c.c(CO)不随时间改变 d.单位时间里生成CO和H2的物质的量相等
(4)已知1000℃时,要使CO的转化率超过90%,则起始时c(H2O):c(CO)应不低于14.4;
(5)某燃料电池以CO为燃料,以空气为氧化剂,以熔融态的K2CO3为电解质,请写出该燃料电池正极的电极反应式O2+4e-+2CO2═2CO32-;
(6)已知CO可用于制备很多物质:
2CO(g)+SO2(g)═S(g)+2CO2(g)△H=+18.0kJ•mol-1
2H2(g)+SO2(g)═S(g)+2H2O(g)△H=+90.4kJ•mol-1
2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-556.0kJ•mol-1
2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6kJ•mol-1
请写出S(g)与O2(g)反应生成SO2(g)热化学方程式S(g)+O2(g)=SO2(g)△H=-574.0kJmol-1.
19.
甲醇是重要的化工原料,又可称为燃料.利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)在催化剂的作用下合成甲醇,发生的主反应如下:
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:(其中CO中的碳氧键为C$\frac{\underline{\;←\;}}{\;}$O)
由此计算△H1=-99kJ•mol-1,已知△H2=-58kJ•mol-1,则△H3=+41kJ•mol-1.
(2)在25℃、101KPa下,每充分燃烧1g CH3OH并恢复到原状态,会释放22.68KJ的热量.请写出表示甲醇燃烧热的热化学反应方程式:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ•mol-1.
(3)利用CO2与H2反应还可合成二甲醚(CH3OCH3).以KOH为电解质溶液,组成二甲醚空气燃料电池,该电池工作时其负极反应式是CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O.
(4)常温下,用二甲醚燃料电池电解600mL NaCl溶液,若消耗二甲醚0.23g,两极共产生气体1.344L(标准状况),溶液的pH=13.
(5)若用二甲醚燃料电池电解CO制备CH4和W,工作原理如图所示,生成物WNaHCO3是,其电解总离子方程式是4CO+3CO32-+5H2O=6HCO3-+CH4↑.
①CO(g)+2H2(g)?CH3OH(g)△H1
②CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)△H2
③CO2(g)+H2(g)?CO(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
(1)已知反应①中的相关的化学键键能数据如下:(其中CO中的碳氧键为C$\frac{\underline{\;←\;}}{\;}$O)
| 化学键 | H-H | C-O | C$\frac{\underline{\;←\;}}{\;}$O | H-O | C-H |
| E/(kJ.mol-1) | 436 | 343 | 1076 | 465 | 413 |
(2)在25℃、101KPa下,每充分燃烧1g CH3OH并恢复到原状态,会释放22.68KJ的热量.请写出表示甲醇燃烧热的热化学反应方程式:CH3OH(l)+$\frac{3}{2}$O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.76kJ•mol-1.
(3)利用CO2与H2反应还可合成二甲醚(CH3OCH3).以KOH为电解质溶液,组成二甲醚空气燃料电池,该电池工作时其负极反应式是CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O.
(4)常温下,用二甲醚燃料电池电解600mL NaCl溶液,若消耗二甲醚0.23g,两极共产生气体1.344L(标准状况),溶液的pH=13.
(5)若用二甲醚燃料电池电解CO制备CH4和W,工作原理如图所示,生成物WNaHCO3是,其电解总离子方程式是4CO+3CO32-+5H2O=6HCO3-+CH4↑.
16.合成气的主要成分是一氧化碳和氢气,可用于合成二甲醚等清洁燃料.从天然气获得合成气过程中可能发生的反应有:
①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1=+206.1kJ/mol
②CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H2=+247.3kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3=c/mol•L-1

(1)在一密闭容器中进行反应①,测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示.反应进行的前5min内,v(H2)=0.3mol/(L.min);10min时,改变的外界条件可能是降低温度.
(2)如图2所示,在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2,使甲、乙两容器初始容积相等.在相同温度下发生反应②,并维持反应过程中温度不变.已知甲容器中CH4的转化率随时间变化的图象如图3所示,请在图3中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图象.
(3)800℃时,反应③的化学平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表:
此时反应③中正反应速率大于逆反应速率(大于、小于、等于)
0 173257 173265 173271 173275 173281 173283 173287 173293 173295 173301 173307 173311 173313 173317 173323 173325 173331 173335 173337 173341 173343 173347 173349 173351 173352 173353 173355 173356 173357 173359 173361 173365 173367 173371 173373 173377 173383 173385 173391 173395 173397 173401 173407 173413 173415 173421 173425 173427 173433 173437 173443 173451 203614
①CH4(g)+H2O(g)?CO(g)+3H2(g)△H1=+206.1kJ/mol
②CH4(g)+CO2(g)?2CO(g)+2H2(g)△H2=+247.3kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)?CO2(g)+H2(g)△H3=c/mol•L-1
(1)在一密闭容器中进行反应①,测得CH4的物质的量浓度随反应时间的变化如图1所示.反应进行的前5min内,v(H2)=0.3mol/(L.min);10min时,改变的外界条件可能是降低温度.
(2)如图2所示,在甲、乙两容器中分别充入等物质的量的CH4和CO2,使甲、乙两容器初始容积相等.在相同温度下发生反应②,并维持反应过程中温度不变.已知甲容器中CH4的转化率随时间变化的图象如图3所示,请在图3中画出乙容器中CH4的转化率随时间变化的图象.
(3)800℃时,反应③的化学平衡常数K=1.0,某时刻测得该温度下的密闭容器中各物质的物质的量见下表:
| CO | H2O | CO2 | H2 |
| 0.5mol | 8.5mol | 2.0mol | 2.0mol |