能源的開發(fā)、利用與人類社會的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān),充分利用好能源是擺在人類面前的重大課題。
Ⅰ.已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)   ΔH=a kJ·mol-1
②CO(g)+l/2O2(g)=CO2(g)    ΔH=b kJ·mol-1
③C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH=c kJ·mol-1
則反應(yīng)4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓變ΔH=       kJ·mol-1。
Ⅱ.依據(jù)原電池的構(gòu)成原理,下列化學(xué)反應(yīng)在理論上可以設(shè)計成原電池的是    (填序號)。
A.C(s)+CO2(g)=2CO(g) ΔH>0  B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)  ΔH<0
C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g) ΔH>0  D.CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)    ΔH<0
若以稀硫酸為電解質(zhì)溶液,則該原電池的正極反應(yīng)式為                        。
Ⅲ.氫氣作為一種綠色能源,對于人類的生存與發(fā)展具有十分重要的意義。
(1)實驗測得,在通常情況下,1 g H2完全燃燒生成液態(tài)水,放出142.9 kJ熱量。則H2燃燒的熱化學(xué)方程式為                                           。
(2)用氫氣合成氨的熱化學(xué)方程式為N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  ΔH=-92.4 kJ·mol-1
①一定條件下,下列敘述可以說明該反應(yīng)已達平衡狀態(tài)的是       。
A.υ(N2)=υ(NH3)
B.各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等
C.混合氣體的物質(zhì)的量不再變化
D.混合氣體的密度不再變化
②下圖表示合成氨反應(yīng)達到平衡后,每次只改變溫度、壓強、催化劑中的某一條件,反應(yīng)速率υ與時間t的關(guān)系。其中表示平衡混合物中的NH3的含量最高的一段時間是       。圖中t3時改變的條件可能是        。

③溫度為T℃時,將4a mol H2和2a mol N2放入0.5 L密閉容器中,充分反應(yīng)后測得N2的轉(zhuǎn)化率為50%,則反應(yīng)的平衡常數(shù)為                。

Ⅰ.  6c-6b-2a Ⅱ.  D    O2+4H++4e=2H2O
Ⅲ.(1)2H2(g) +O2(g) = 2H2O(l)     △H=-571.6kJ/mol (2)① C  ②t2~t3   升高溫度 ③(mol/L)-2

解析試題分析:Ⅰ(②+③)×6-①×2得反應(yīng)4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的焓變ΔH=(6c-6b-2a )kJ/mol. Ⅱ.若能共存原電池,則反應(yīng)必須為氧化還原反應(yīng),且為放熱反應(yīng)。只有D符合條件。若以稀硫酸為電解質(zhì)溶液,則該原電池的正極反應(yīng)式為O2+4H++4e=2H2O。負極的電極式為CH4-8e-+2H2O= CO2+8H+。Ⅲ.(1)H2燃燒的熱化學(xué)方程式為2H2(g) +O2(g) = 2H2O(l)    △H=-571.6kJ/mol;(2)①A.在任何時刻υ(N2):υ(NH3)=1:2,υ(NH3)=2υ(N2),若υ(N2)=υ(NH3),則υ(NH3)=2υ(NH3),反應(yīng)未達到平衡。錯誤。B. 各物質(zhì)的物質(zhì)的量相等,此時僅是反應(yīng)的一個極特殊的情況,可能達到平衡,也可能為達到平衡。錯誤。C. 若混合氣體的物質(zhì)的量不再變化,說明任何物質(zhì)的消耗的濃度與產(chǎn)生的濃度不變,反應(yīng)達到平衡。正確。D.若容器的容積不變,任何時刻混合氣體的密度不再變化,不能說明反應(yīng)達到平衡。若容器為恒壓條件,混合氣體的密度不再變化,說明反應(yīng)達到平衡。反應(yīng)條件不清楚,故不能說明反應(yīng)是否達到平衡。錯誤。②從t0—t1反應(yīng)平衡,在t1時刻增大壓強,V、V都增大,V增大得多,平衡正向移動,到t2時刻達到新的平衡狀態(tài);在t2—t3保持該平衡;在t3時刻升高溫度,V、V都增大,V增大得多,平衡逆向移動,達到t4時刻達到另一個新的平衡狀態(tài),在t4—t5保持該平衡;在t5時刻加入催化劑,V、V都增大,二者增大的相同,平衡沒有發(fā)生移動。所以表示平衡混合物中的NH3的含量最高的一段時間是t2—t3。圖中t3時改變的條件是升高溫度。③在反應(yīng)開始是n(H2)=4amol,n(N2)=2amol,由于平衡時N2的轉(zhuǎn)化率為50%,所以此時n(N2)="1amol" ; n(H2)=amol,n(NH3)="2amol." 反應(yīng)的平衡常數(shù)為(mol/L)-2.
考點:考查蓋斯定律的應(yīng)用、熱化學(xué)方程式的書寫、化學(xué)平衡狀態(tài)的判斷、外界條件對平衡的影響及化學(xué)平衡常數(shù)的計算等知識。

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

CH4、H2、C都是優(yōu)質(zhì)的能源物質(zhì),它們?nèi)紵臒峄瘜W(xué)方程式為:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
(1)在深海中存在一種甲烷細菌,它們依靠酶使甲烷與O2作用產(chǎn)生的能量存活,甲烷細菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水,放出的能量________(填“>”“<”或“=”)890.3 kJ。
(2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣):CH4+CO2=2CO+2H2,1 g CH4完全反應(yīng)可釋放15.46 kJ的熱量,則:
①下圖能表示該反應(yīng)過程中能量變化的是________(填字母)。

②若將物質(zhì)的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中,體系放出的熱量隨著時間的變化如圖所示,則CH4的轉(zhuǎn)化率為________。

(3)C(s)與H2(g)不反應(yīng),所以C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱無法直接測量,但通過上述反應(yīng)可求出,C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱ΔH=________。
(4)目前對于上述三種物質(zhì)的研究是燃料研究的重點,下列關(guān)于上述三種物質(zhì)的研究方向中可行的是________(填字母)。

A.尋找優(yōu)質(zhì)催化劑,使CO2與H2O反應(yīng)生成CH4與O2,并放出熱量
B.尋找優(yōu)質(zhì)催化劑,在常溫常壓下使CO2分解生成碳與O2
C.尋找優(yōu)質(zhì)催化劑,利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2)
D.將固態(tài)碳合成為C60,以C60作為燃料

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

到目前為止,由化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芑螂娔苋匀皇侨祟愂褂米钪饕哪茉础?br />(1)化學(xué)反應(yīng)中放出的熱能(焓變,ΔH)與反應(yīng)物和生成物在反應(yīng)過程中斷鍵和形成新鍵過程中吸收和放出能量的大小有關(guān)。
已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-185 kJ/mol,斷裂1 mol H—H鍵吸收的能量為436 kJ,斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收的能量為247 kJ,則形成1 mol H—Cl鍵放出的能量為          。
(2)燃料燃燒將其所含的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)槲覀兯枰臒崮堋R阎?br />①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
②C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
標準狀況下22.4 L氫氣和甲烷的混合氣體在足量的氧氣中充分燃燒反應(yīng)放出588.05 kJ的熱量,原混合氣體中氫氣的質(zhì)量是         。根據(jù)以上三個熱化學(xué)方程式,計算C(s,石墨)+2H2(g)=CH4(g)的反應(yīng)熱ΔH為            。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

二甲醚(DME)被譽為“21世紀的清潔燃料”。由合成氣制備二甲醚的主要原理如下:
① CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)         △H 1=-90.7 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)  △H 2=-23.5 kJ·mol-1
③ CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)      △H 3=-41.2kJ·mol-1
回答下列問題:
(1)則反應(yīng)3H2(g)+3CO(g)CH3OCH3(g)+CO2(g)的△H=   kJ·mol-1。
(2)下列措施中,能提高CH3OCH3產(chǎn)率的有   。
A.使用過量的CO          B.升高溫度             C.增大壓強 
(3)反應(yīng)③能提高CH3OCH3的產(chǎn)率,原因是   。
(4)將合成氣以n(H2)/n(CO)=2通入1 L的反應(yīng)器中,一定條件下發(fā)生反應(yīng):
4H2(g)+2CO(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H,其CO的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度、壓強變化關(guān)系如圖1所示,下列說法正確的是   。
A.△H <0     
B.P1<P2<P3 
C.若在P3和316℃時,起始時n(H2)/n(CO)=3,則達到平衡時,CO轉(zhuǎn)化率小于50%[
(5)采用一種新型的催化劑(主要成分是Cu-Mn的合金),利用CO和H2制備二甲醚。觀察圖2回答問題。催化劑中n(Mn)/n(Cu)約為   時最有利于二甲醚的合成。
(6)圖3為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖,a電極的電極反應(yīng)式為   。

圖1                       圖2                      圖3     
(7)甲醇液相脫水法制二甲醚的原理是:CH3OH +H2SO4→CH3HSO4+H2O,
CH3 HSO4+CH3OH→CH3OCH3+H2SO4。與合成氣制備二甲醚比較,該工藝的優(yōu)點是反應(yīng)溫度低,轉(zhuǎn)化率高,其缺點是   。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

利用太陽能分解水生成的氫氣,在催化劑作用下氫氣與二氧化碳反應(yīng)生成甲醇,并開發(fā)出直接以甲醇為燃料的燃料電池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱ΔH分別為-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5 kJ·mol-1。請回答下列問題:
(1)用太陽能分解10 mol水消耗的能量是          kJ。
(2)液態(tài)甲醇不完全燃燒生成一氧化碳氣體和液態(tài)水的熱化學(xué)方程式為                                                                    。
(3) 在容積為2 L的密閉容器中,由CO2和H2合成甲醇,反應(yīng)式:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),在其他條件不變的情況下,考察溫度對反應(yīng)的影響,實驗結(jié)果如下圖所示(注:T1、T2均大于300 ℃):

①可逆反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K=                
②下列說法正確的是            

A.溫度為T1時,從反應(yīng)開始到平衡,生成甲醇
的平均速率為v(CH3OH)=mol·L-1·min-1 
B.該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的小  
C.該反應(yīng)為放熱反應(yīng) 
D.處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2,達到平衡時增大 
③在T1溫度時,將1 mol CO2和3 mol H2充入一密閉恒容容器中,充分反應(yīng)達到平衡后,若CO2的轉(zhuǎn)化率為α,則容器內(nèi)的壓強與起始壓強之比為                  ;
(4) 在直接以甲醇為燃料的燃料電池中,電解質(zhì)溶液為酸性,總反應(yīng)式為
2CH3OH + 3O2=2CO2+4H2O,則正極的反應(yīng)式為                             ;
負極的反應(yīng)式為                                                          。[來

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

我國工業(yè)上主要采用以下四種方法降低尾氣中的含硫量:

方法1
燃煤中加入石灰石,將SO2轉(zhuǎn)化為CaSO3,再氧化為CaSO4
方法2
用氨水將SO2轉(zhuǎn)化為NH4HSO3,再氧化為(NH4)2SO4
方法3
高溫下用水煤氣將SO2還原為S
方法4
用Na2SO3溶液吸收SO2,再電解轉(zhuǎn)化為H2SO4
 
(1)方法1中已知:① CaO(s)+CO2(g)=CaCO3(s)  ΔH=-178.3 kJ/mol
②CaO(s)+SO2(g)=CaSO3(s) ΔH=-402.0 kJ/mol 
③2CaSO3(s)+O2(g)=2CaSO4(s) ΔH=-2314.8 kJ/mol
寫出CaCO3與SO2反應(yīng)生成CaSO4的熱化學(xué)方程式:____;此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式為:_____。

(2)方法2中最后產(chǎn)品中含有少量(NH4)2SO3,為測定(NH4)2SO4的含量,分析員設(shè)計以下步驟:
①準確稱取13.9 g 樣品,溶解;
②向溶液中加入植物油形成油膜,用滴管插入液面下加入過量鹽酸,充分反應(yīng),再加熱煮沸;
③加入足量的氯化鋇溶液,過濾;
④進行兩步實驗操作;
⑤稱量,得到固體23.3 g,計算。
步驟②的目的是:_____。步驟④兩步實驗操作的名稱分別為:  _____、_____。樣品中(NH4)2SO4的質(zhì)量分數(shù):____(保留兩位有效數(shù)字)。
(3)據(jù)研究表明方法3的氣配比最適宜為0.75[即煤氣(CO、H2的體積分數(shù)之和為90%)∶SO2煙氣(SO2體積分數(shù)不超過15%)流量=30∶40]。用平衡原理解釋保持氣配比為0.75的目的是:_____。
(4)方法4中用惰性電極電解溶液的裝置如圖所示。陽極電極反應(yīng)方程式為_____。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

由于溫室效應(yīng)和資源短缺等問題,如何降低大氣中的CO2含量并加以開發(fā)利用,引起了各國的普遍重視。目前工業(yè)上有一種方法是用CO2生產(chǎn)燃料甲醇。一定條件下發(fā)生反應(yīng):CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g),如圖表示該反應(yīng)進行過程中能量(單位為kJ·mol1)的變化。

(1)關(guān)于該反應(yīng)的下列說法中,其△H     0。(填“大于”、“小于”或“等于”), 且在     (填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進行。
(2)該反應(yīng)平衡常數(shù)K的表達式為               。
(3)溫度降低,平衡常數(shù)K            (填“增大”、“不變”或“減小”)。
(4)若為兩個容積相同的密閉容器,現(xiàn)向甲容器中充入1 mol CO2(g)和3 molH2(g),乙容器中充入1mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g),在相同的溫度下進行反應(yīng),達到平衡時,甲容器內(nèi)n(CH3OH)     (填“大于”“小于”或“等于”)乙容器內(nèi)n(CH3OH)。
(5)已知:CO(g)+2H2(g) = CH3OH (g) △H=" -116" kJ?mol-1;CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H="-283" kJ?mol-1;H2 (g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H="-242" kJ?mol-1 ,寫出CH3OH燃燒生成CO2和水蒸氣的熱化學(xué)方程式______________________________________。
(6)以甲醇和氧氣為燃料,氫氧化鉀溶液為電解質(zhì)溶液構(gòu)成電池。
①負極的電極反應(yīng)式為                                    。
②若以石墨為電極,電解硫酸銅溶液,寫出電解的總反應(yīng)方程式             。若以此燃料電池電解200 mL 0.8mol/L的硫酸銅溶液,當消耗1.6甲醇時,在陰極會析出             g銅。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

氮是地球上含量豐富的一種元素,其單質(zhì)及化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
(1)一定溫度下,在1L容積恒定的密閉容器中充入2 mol N2和8molH2并發(fā)生反應(yīng)。10min達平衡,測得氨氣的濃度為0.4 mol·L-1,此時氮氣的轉(zhuǎn)化率為________。若想提高氨氣的產(chǎn)率,根據(jù)化學(xué)平衡移動原理,提出合理的建議______________(寫出一條即可)。
(2)如圖是1mol NO2(g)和1mol CO(g)反應(yīng)生成lmol CO2(g)和1 mol NO(g)過程中能量變化示意圖,請寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式_____________________。

(3)在容積恒定的密閉容器中,進行如下反應(yīng):N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H<0,其平衡常數(shù)K與溫度T的關(guān)系如下表:

①該反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式:K=_____________;
②試判斷K1__________K2(填寫“>”“=”或“<”);
③NH3(g)燃燒的方程式為:4NH3(g)+7O2(g)=4NO2(g)+6H2O(l),已知:
①2H2(g)+O2(g)2H2O(l)   △H=-483.6 kJ/mol
②N2(g)+2O2(g)2NO2(g)   △H=+67.8 kJ/mol
③N2(g)+3H2(g)2NH3(g)   △H=-92.0 kJ/mol
請計算NH3(g)的燃燒熱________kJ/mol。

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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題

化學(xué)反應(yīng)原理在工業(yè)生產(chǎn)中具有十分重要的意義。
(1)工業(yè)生產(chǎn)可以用NH3(g)與CO2(g)經(jīng)過兩步反應(yīng)生成尿素,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:

則NH3(g)與CO2(g)反應(yīng)生成尿素的熱化學(xué)方程式為                  
(2)已知反應(yīng)Fe(s) +CO2(g) FeO(s) +CO(g) ΔH ="a" kJ/mol
測得在不同溫度下,該反應(yīng)的平衡常數(shù)K隨溫度的變化如下:

①該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達式K=            ,a           0(填“>”、“<”或“=”)。在500℃ 2L密閉容器中進行反應(yīng),F(xiàn)e和CO2的起始量均為4 mol,則5 min后達到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為              ,生成CO的平均速率v(CO)為             
②700℃反應(yīng)達到平衡后,要使該平衡向右移動,其他條件不變時,可以采取的措施有    
(填字母)。

A.縮小反應(yīng)器容積 B.增加Fe的物質(zhì)的量
C.升高溫度到900℃ D.使用合適的催化劑

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