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化学反应原理:
(14分)近年来,碳和碳的化合物在生产生活实际中应用广泛。
(1)甲烷燃烧放出大量的热,可作为能源用于人类的生产和生活。
已知 ① 2 CH4 (g) + 3O2 (g) = 2 CO (g) + 4 H2O(l) △H1 = -1214.6 KJ/mol
② 2 CO (g) + O2(g) = 2 CO2 (g) ΔH2 = -566 kJ/mol
则反应CH4(g) + 2 O2 (g) = CO2 (g) + 2 H2O (l) 的△H = 。
(2)将两个石墨电极插人KOH溶液中,向两极分别通入CH4和O2,构成甲烷燃料电池。通入CH4的一极,其电极反应式是:CH4 + 10 OH―― 8e-= CO32-+ 7 H2O;通入O2的一极,其电极反应式是 。
(3)若用石墨做电极电解500 ml饱和食盐水,写出电解反应的离子方程式为: ;电解一段时间后两极共收集到标准状况下的气体1.12 L(不考虑气体的溶解)。停止通电,假设反应前后溶液体积不变,则所得溶液的pH= 。
(4)将不同量的CO (g) 和H2O (g) 分别通入到体积为2 L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 | ||
| H2O | CO | CO2 | CO | |||
| 1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
| 2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
| 3 | 900 | a | b | c | d | t |
① 实验1中以υ(H2) 表示的反应速率为 。
② 实验2中的平衡常数是 (计算结果保留两位小数)。
③ 该反应的正反应为 (填“吸”或“放”)热反应。
④ 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),
则a、b应满足的关系是 (用含a、b的数学式表示)。
查看习题详情和答案>>化学反应过程中发生物质变化的同时,常常伴有能量的变化.这种能量的变化常以热能的形式表现出来,叫做反应热.由于反应的情况不同,反应热可以分为许多种,如燃烧热和中和热,等等.
(1)下列ΔH表示物质燃烧热的是________;表示物质中和热的是________.(填ΔH1、ΔH2 和ΔH3等)
A.2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH1;
B.C(s)+1/2O2(g)=CO(g) ΔH2
C.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH3;
D.C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH4;
E.C6H12O6(s)+6O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH5
F.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ΔH6
G.2NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l); ΔH7
(2)2.00gC2H2气体完全燃烧生成液态水和CO2,放出99.6 kJ的热量.写出该反应的热化学方程式: 。
(3)充分燃烧一定量的丁烷放出的热量大小为Q,生成的CO2恰好与5 mol/L100mL KOH溶液完全反应.求燃烧1 mol丁烷放出的热量(设其数值为X) 。
(4)碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛,“低碳生活”已成潮流,清洁能源的开发、煤的综合利用等是实现“低碳生活”的重要途径。甲烷是一种重要的清洁燃料,燃烧放出大量的热,可直接作为能源用于人类的生产和生活。
已知:①2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(l) △H1= —1214 kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2= —566 kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式 ;
请从化学反应的本质解释甲烷燃烧放出热量的原因: 。
查看习题详情和答案>>(1)850℃时在一体积为10L的恒容密闭容器中,通入一定量的CO和H2O(g),CO和H2O(g)浓度变化如右图所示,下列说法正确的是
A.达到平衡时,反应体系最终会放出49.44kJ热量
B.第4min时,混合气体的平均相对分子质量不再变化,可判断已达到平衡
C.第6min时,若升高温度,反应平衡常数会增大
D.第8min时,若充入CO,会导致v(正)>v(逆),平衡向正反应方向移动
(2)850℃时,若在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H2O、1.0mol CO2和x mol H2.若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是
(3)如将H2 与CO2以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4.已知:
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol
H2(g)+
| 1 | 2 |
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是
(4)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极.负极反应式为
(1)850℃时在一体积为10L的恒容密闭容器中,通入一定量的CO和H2O(g),CO和H2O(g)浓度变化如右图所示,下列说法正确的是______(填序号).
A.达到平衡时,反应体系最终会放出49.44kJ热量
B.第4min时,混合气体的平均相对分子质量不再变化,可判断已达到平衡
C.第6min时,若升高温度,反应平衡常数会增大
D.第8min时,若充入CO,会导致v(正)>v(逆),平衡向正反应方向移动
(2)850℃时,若在容积为2L的密闭容器中同时充入1.0mol CO、3.0mol H2O、1.0mol CO2和x mol H2.若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是______.
(3)如将H2 与CO2以4:1的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4.已知:
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ/mol
H2(g)+
| 1 |
| 2 |
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是______.
(4)熔融盐燃料电池是以熔融碳酸盐为电解质,以CH4为燃料,空气为氧化剂,稀土金属材料为电极.负极反应式为______,正极反应式为______.为了使该燃料电池长时间稳定运行,电池的电解质组成应保持稳定.为此电池工作时必须有部分A物质参加循环,则A物质的化学式是______.实验过程中,若通入了标准状况下空气448L(假设空气中O2体积分数为20%),则熔融盐燃料电池消耗标准状况下CH4______L.
(1)已知:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H1=-92.4kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H2=-523.6kJ/mol
H2O(g)=H2O(l)△H3=-44.0kJ/mol
根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应生成氨气,试写出此反应的热化学方程式______.
(2)现有反应:Cu+H2SO4═CuSO4+H2,欲通过如图1所示装置实现上述反应,请选择合适的装置在括
号内标出电极材料(填“Cu”或“C”),并且写出C电极上的电极反应式______.
(3)长期使用的锅炉需要定期除水垢,否则会降低燃料的利用率.水垢中含有的CaSO4,可先用Na2CO3溶液处理,使之转化为疏松、易溶于酸的CaCO3,而后用酸除去.则CaSO4 转化为CaCO3的离子方程式为______.
(4)科学研究发现纳米级Cu2O的可作为太阳光分解水的催化剂.一定温度下,在2L密闭容器中加入纳米级Cu2O并通入0.10mol水蒸气,发生反应:2H2O(g)
| 光 |
| Cu2O |
| 时间/min | 20 | 40 | 60 | 80 |
| n(O2)/mol | 0.0010 | 0.0016 | 0.0020 | 0.0020 |
①该条件下上述反应的化学平衡常数K=______;
②若达到平衡后在t1时刻保持温度不变,将容器的体积缩小,请在图2中画出正、逆反应速率随时间变化的关系图.