(8分)由于温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视。目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇。一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),右下图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ·mol-1)的变化。(1)关于该反应的下列说法中,正确的是_______。A.△H>0,△S>0; B.△H>0,△S<0;C.△H<0,△S<0; D.△H<0,△S>0。(2)该反应平衡常数K的表达式为_______________。(3)温度降低,平衡常数K_____(填“增大”、“不变”或“减小”)。(4)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为2L的密闭容器中,充入2mol CO2和3mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右图所示。从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2) 为:________________________(5)下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的有______。A.升高温度; B.加入催化剂;C.将H2O(g)从体系中分离; D.再充入1molCO2和3molH2;E.充入He(g),使体系总压强增大。
(4分)已知25℃、101kpa时,一些物质的燃烧热为:
(4分)氢气在氯气中燃烧时产生的苍白色火焰。在反应过程中,断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ,断裂1molCl2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ,形成1molHCl中的化学键释放的能量为Q3 kJ,则Q1+ Q2 2 Q3(填“<”“>”“=”)。
(6分) 某同学进行如下实验,探究化学反应中的能量变化。通过实验测出,反应前后①烧杯中的温度升高,②烧杯中的温度降低。由此判断NaOH溶液跟盐酸的反应是 (填 “吸热”或“放热”)反应,Ba(OH)2· 8H2O跟NH4Cl的反应是 (填“吸热”或“放热”)反应。反应①中反应物的总能量 填(“大于”、“小于”或“等于”)生成物的总能量。反应②中断开反应物中的化学键所吸收的能量 填(“大于”、“小于”或“等于”)形成生成物中的化学键所放出的能量。
(12分)(1)在250C、101KPa时,1g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,则能表示甲醇燃烧的热化学方程式为: ________________________________________________________________________。(2)已知:C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:C(s)+O2(g)="==" CO2(g); △H=—394kJ·mol—1;2CO(g)+O2(g)="==" 2CO2(g); △H=—566kJ·mol—1;2H2(g)+O2(g)="==" 2H2O(g); △H=—484 kJ·mol—1;①在25℃、101KPa时,1 g甲醇不完全燃烧生成1∶1的CO、CO2和液态水,写出此甲醇燃烧的热化学方程式:_____________________________________________________________________。②工业上可由CO和H2合成甲醇。试写出由C(s)与水蒸气在高温条件下反应生成氢气和一氧化碳的热化学方程式 。(3)利用甲醇可设计燃料电池。①如用氢氧化钾溶液做电解质溶液,用多孔石墨做电极,在电极上分别充入甲醇和氧气。写出负极的电极反应式 。②下列有关甲醇燃料电池的说法中,错误的是_________A.甲醇燃料电池的负极发生氧化反应B.甲醇燃料电池的电子由负极、经外电路流入正极C.甲醇燃料电池在负极区产生COD.甲醇燃料电池中使用的氢氧化钾浓度保持不变
(1)20世纪30年代,Eyring和Pzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。如图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,说明这个反应是 (填“吸热”或“放热”)反应,NO2和CO的总能量 (填“大于”、“小于”或“等于”)CO2和NO的总能量。在某体积为2L的密闭容器中充入1.5mol NO2和2mol CO,在一定条件下发生反应:NO2+CO=CO2+NO,2 min时,测得容器中NO的物质的量为0.5 mol ,则:①此段时间内,用CO2表示的平均反应速率为 ②2 min时,容器内气体的总物质的量为 ③假设此反应在5 min时达到平衡,则此时容器内气体的总物质的量 (填“大于”、“小于”或“等于”)2 min时容器内气体的总物质的量。
(Ⅰ)2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。请回答下列问题:(1)图中A表示 。(2)E的大小对该反应的焓变有无影响? 。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低? 。(3)某温度下,向1L密闭容器中开始充入2molSO2和1molO2,在V2O5催化剂存在时反应达到平衡,压强减小为开始时的;如在相同温度下,在同等体积的密闭容器中充入2mol的SO3,也在V2O5催化剂存在时反应达到平衡,求此温度下反应2SO3 (g) 2SO2(g) + O2(g)的平衡常数(写出计算过程)(Ⅱ)化学试剂的生产和电镀工业排放的废水中常含有20~100mg.L-1Cr(Ⅵ),饮用含Cr(Ⅵ)的水会损害人的肠胃等,已知Cr(Ⅲ)的毒性是Cr(Ⅵ)的0.5%,国家规定工业废水含Cr(Ⅵ)的量排放标准为0.1mg.L-1。工业上常用化学法和电解法处理含Cr(Ⅵ)废水,再将Cr(Ⅲ)转化成沉淀除去,某研究性学习小组为研究废水的净化,设计了如下实验流程:(1)配平第①步反应的离子方程式:(2)第②步中用PH试纸测定溶液PH的操作是: (3)设计一个电解装置也可以实现上述目的,装置如下图(用铁棒和石墨作电极):电极材料:c为: 电极反应:d极:
(12分)能源是人类生活和社会发展的基础,研究化学反应中的能量变化,有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。阅读下列有关能源的材料,回答有关问题:(1)从能量的角度看,断开化学键要 _ ,形成化学键要 。已知拆开1 mol H-H键、1 mol I-I、1 mol H-I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。则由氢气和碘反应生成1 mol HI需要 __ (填“放出”或“吸收”) ___ kJ的热量。(2)沼气是一种廉价能源,农村存在大量的秸秆、杂草等废弃物,它们经微生物发酵之后,便可产生沼气,可用来点火做饭。已知8g甲烷完全燃烧生成液态水时放出445.0kJ的热量,请写出甲烷燃烧热的热化学方程式____________________________________。(3)在生产和生活中经常遇到化学能与电能的相互转化。在如图甲、乙两装置中,甲中负极电极反应式为_____________________,溶液中的阳离子向_____极移动(填“正”或“负”);乙中铝电极作__________极,发生______反应(填“氧化”或“还原”)。
(12分)能源是人类生活和社会发展的基础,研究化学反应中的能量变化,有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。阅读下列有关能源的材料,回答有关问题:(1)沼气是一种廉价能源,农村存在大量的秸秆、杂草等废弃物,它们经微生物发酵之后,便可产生沼气,可用来点火做饭。在农村推广建造沼气池,不仅能有效地利用__▲__能,还能为农业生产提供优良的肥料。已知8 g甲烷完全燃烧生成液态水时放出445.0kJ的热量,请写出甲烷燃烧的热化学方程式________▲_______________。(2)从能量的角度看,断开化学键要 ▲__ ,形成化学键要 ▲__ 。已知拆开1 mol H-H键、1 molN≡N、1 mol N-H键分别需要吸收的能量为436 .4kJ、941.3 kJ、390.5 kJ。则由氢气和氮气反应生成1 mol NH3需要 ▲__(填“放出”或“吸收”)▲__ kJ的热量。(3)在生产和生活中经常遇到化学能与电能的相互转化。在下列甲、乙两装置中,甲中负极电极反应式为▲_______,溶液中的阳离子向_▲___极移动;乙中铁电极的电极反应式为__▲___,发生_▲___反应(填“氧化”或“还原”)。
在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察下图,然后回答问题。(1)图中所示反应是_________(填“吸热”或“放热”)反应,该反应________(填“需要”或“不需要”)加热,该反应的△H=___________________kJ/mol(用含E1、E2的代数式表示)(2)已知热化学方程式:H2(g)+ 0.5 O2(g)=H2O(g);△H=-241.8 kJ/mol该反应的活化能为167.2 kJ/mol,则其逆反应的活化能为____________________。(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(Ⅰ)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是:___________________________。