將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式為:
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1
請(qǐng)回答:
(1)根據(jù)以上數(shù)據(jù),寫出C(s)與水蒸氣反應(yīng)的熱化學(xué)方程式:________。
(2)比較反應(yīng)熱數(shù)據(jù)可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學(xué)據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”;乙同學(xué)根據(jù)蓋斯定律作出下列循環(huán)圖:
并據(jù)此認(rèn)為“煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。
請(qǐng)分析:甲、乙兩同學(xué)觀點(diǎn)正確的是________(填“甲”或“乙”);判斷的理由是________。
(3)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點(diǎn),請(qǐng)列舉其中的兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)________。
(4)水煤氣不僅是優(yōu)良的氣體燃料,也是重要的有機(jī)化工原料。CO和H2在一定條件下可以合成:①甲醇;②甲醛;③甲酸;④乙酸。試分析當(dāng)CO和H2按1:1的體積比混合反應(yīng),合成上述________(填序號(hào))物質(zhì)時(shí),可以滿足“綠色化學(xué)”的要求,完全利用原料中的原子,實(shí)現(xiàn)零排放。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
苯乙烯是重要的基礎(chǔ)有機(jī)原料。工業(yè)中用乙苯(C6 H5- CH2 CH3)為原料,采用催化脫氫的方法制取苯乙烯(C6 H5- CH= CH2)的反應(yīng)方程式為:
C6 H5- CH2 CH3 (g)C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) ΔH1
(1)向體積為VL的密閉容器中充入a mol乙苯,反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時(shí),平衡體系組成(物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))與溫度的關(guān)系如圖所示:
由圖可知:在600℃時(shí),平衡體系中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25%,則:
① 氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 ;乙苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為 ;
② 乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為 ;
③ 計(jì)算此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)(請(qǐng)寫出計(jì)算過程)。
(2) 分析上述平衡體系組成與溫度的關(guān)系圖可知:△H1 0(填“>、=或<” )。
(3)已知某溫度下,當(dāng)壓強(qiáng)為101.3kPa時(shí),該反應(yīng)中乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為30%;在相同溫度下,若反應(yīng)體系中加入稀釋劑水蒸氣并保持體系總壓為101.3kPa,則乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率 30%(填“>、=、<” )。
(4)已知:
3C2 H2 (g) C6 H6 (g) ΔH2
C6 H6 (g) + C2H4 (g) C6 H5- CH2CH3 (g) ΔH3
則反應(yīng)3C2H2 (g)+ C2H4 (g) C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) 的ΔH= 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
把煤作為燃料可通過下列兩種途徑:
途徑I: C(s)+O2(g) = CO2(g)
途徑II:先制水煤氣: C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g)
燃燒水煤氣:2 CO(g) + O2(g) = 2CO2(g);
2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)
已知:①C(s)+O2(g)=CO2(g);△H1=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g);△H2=-241.8kJ·mol-1
③CO(g)+ 1/2O2 (g) =CO2(g);△H3=-283.0kJ·mol-1
請(qǐng)回答下列問題:
(1)CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) 是 (填“放熱反應(yīng)”或“吸熱反應(yīng)”)
(2)根據(jù)蓋斯定律,煤和氣態(tài)水生成水煤氣的反應(yīng)熱△H= 。
(3)根據(jù)兩種途徑,下列說法錯(cuò)誤的是( )
A.途徑II制水煤氣時(shí)增加能耗,故途徑II的做法不可取 |
B.與途徑I相比,途徑II可以減少對(duì)環(huán)境的污染 |
C.與途徑I相比,途徑II可以提高煤的燃燒效率 |
D.將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣后,便于通過管道進(jìn)行運(yùn)輸 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重,國家擬于“十二五”期間,將二氧化硫(SO2)排放量減少8%,氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前,消除大氣污染有多種方法。
Ⅰ.處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2
CH4(g)+2NO2 (g)=N2(g) + CO2(g)+2H2O(g) △H3=-867kJ·mol-1
則△H2= 。
Ⅱ.化石燃料的燃燒、含硫金屬礦石的冶煉和硫酸的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的SO2是大氣中SO2的主要來源。(1)將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一,反應(yīng)為 C(s) + H2O(g)= CO(g) + H2(g),
該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K= 。 800℃時(shí),將1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容積為1L的容器中,發(fā)生反應(yīng):CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度如右圖t1前所示變化。若保持溫度不變,t2時(shí)再向容器中充入CO、H2各1mol,平衡將 移動(dòng)(填“向左”、 “向右”或“不”)。t2時(shí),若改變反應(yīng)條件,導(dǎo)致H2濃度發(fā)生如右圖t2后所示的變化,則改變的條件可能是 (填符號(hào))。
a加入催化劑 b降低溫度 c縮小容器體積 d減少CO2的量
(2)碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染,同時(shí)又能制得氫氣,具體流程如下:
①用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng) 。
②用化學(xué)平衡移動(dòng)的原理分析,在 HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是 。
Ⅲ.開發(fā)新能源是解決大氣污染的有效途徑之一。甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對(duì)環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC工作原理如圖所示:
通入a氣體的電極是原電池的 (填“正”或“負(fù)”),
其電極反應(yīng)式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是通過化學(xué)方法將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一。煤轉(zhuǎn)化為水煤氣的主要化學(xué)反應(yīng)為:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)。
而C(g)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學(xué)方程式分別為:
①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1
②H2(g)+ O2(g)=H2O(g) ΔH2=-242.0 kJ·mol-1
③CO(g)+ O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0 kJ·mol-1
請(qǐng)你根據(jù)上述信息回答下列問題:
(1)煤是一種成分復(fù)雜的混合物,其中除含碳、氫元素外,還含有氧、硫、氮、砷、硒等元素。所以固體煤燃燒會(huì)導(dǎo)致大氣污染,寫出煤燃燒產(chǎn)生的兩種污染: ,將石灰石粉與煤粉混合,可以有效地減少煤燃燒過程中的二氧化硫污染,寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________
(2)根據(jù)已知熱化學(xué)方程式寫出由煤制備水煤氣的熱化學(xué)方程式:____________________________。
(3)下面是甲、乙兩位同學(xué)對(duì)上述熱化學(xué)方程式及煤燃燒的理解。
甲同學(xué):1 mol CO與1 mol H2燃燒放出的熱量之和大于1 mol固體炭燃燒放出的熱量,所以煤燃燒時(shí)加入少量水,可以使煤燃燒放出更多的熱量。
乙同學(xué):根據(jù)下面的物質(zhì)與能量循環(huán),將煤炭轉(zhuǎn)化為水煤氣,再燃燒放出的熱量與直接燃燒煤炭放出的熱量相同,而將煤炭轉(zhuǎn)化為水煤氣將會(huì)增加消耗,故煤炭轉(zhuǎn)化為水煤氣得不償失。
C(s)+H2O(g)+O2(g)CO2(g)+H2O(g)
CO(g)+O2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)+ O2(g)
請(qǐng)你評(píng)價(jià)兩位同學(xué)的理解:
①甲同學(xué)的說法 (答“正確”或“不正確”),原因是______________________________________。
②乙同學(xué)的說法 (答“正確”或“不正確”),原因是_____________________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
碳酸鈉是造紙、玻璃、紡織、制革等行業(yè)的重要原料。工業(yè)碳酸鈉(純度約98%)中含有Ca2+、Mg2+、Fe3+、Cl-和SO42-等雜質(zhì),提純工藝路線如下:
已知碳酸鈉的溶解度(S)隨溫度變化的曲線如下圖所示:
回答下列問題:
(1)濾渣的主要成分為____________________________________。
(2)“趁熱過濾”的原因是_______________________________________。
(3)若在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行“趁熱過濾”,可采用的措施是__________(寫出1種)。
(4)若“母液”循環(huán)使用,可能出現(xiàn)的問題及其原因是_______________。
(5)已知:Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3(s)+10H2O(g)ΔH1=+532.36 kJ·mol-1
Na2CO3·10H2O(s)=Na2CO3·H2O(s)+9H2O(g)ΔH2=+473.63 kJ·mol-1
寫出Na2CO3·H2O脫水反應(yīng)的熱化學(xué)方程式______________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮元素的氫化物和氧化物在工業(yè)生產(chǎn)和國防建設(shè)中都有廣泛應(yīng)用,回答下列問題:
(1)氮元素原子的L層電子數(shù)為________;
(2)肼可作為火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料,與氧化劑N2O4反應(yīng)生成N2和水蒸氣。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l) ΔH1=-19.5 kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534.2 kJ·mol-1
寫出肼和N2O4反應(yīng)的熱化學(xué)方程式________________________;
(3)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44 kJ·mol-1,則表示肼燃燒熱的熱化學(xué)方程式為________________________。
(4)肼—空氣燃料電池是一種堿性電池,該電池放電時(shí),負(fù)極的反應(yīng)式為________________________。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
乙醇是一種可燃性液體,按一定比例混合的乙醇汽油是一種新型清潔車用燃料,某科研機(jī)構(gòu)研究利用CO2合成乙醇的方法:
(i)2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH1
原料氣氫氣
(ii)CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g) ΔH2
回答下列問題:
(1)使用乙醇汽油(汽油用戊烷代替)燃料時(shí).氣缸工作時(shí)進(jìn)行的反應(yīng)較多,寫出燃燒產(chǎn)生有毒氣體CO、NO的所有反應(yīng)的化學(xué)方程式:________________________。
(2)反應(yīng)(i)中能夠提高氫氣轉(zhuǎn)化率的措施有____。
A.增大壓強(qiáng) | B.加催化劑 | C.增大CO2的濃度 | D.及時(shí)分離體系中的乙醇 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)火炬采用丙烷為燃料。丙烷熱值較高,污染較小,是一種優(yōu)良的燃料。試回答下列問題:
①如圖是一定量丙烷完全燃燒生成CO2和1 mol H2O(l)過程中的能量變化圖,請(qǐng)?jiān)趫D中的括號(hào)內(nèi)填入“+”或“-”。
②寫出表示丙烷燃燒熱的熱化學(xué)方程式:___________________________________。
③二甲醚(CH3OCH3)是一種新型燃料,應(yīng)用前景廣闊。1 mol二甲醚完全燃燒生成CO2和液態(tài)水放出1 455 kJ熱量。若1 mol丙烷和二甲醚的混合氣體完全燃燒生成CO2和液態(tài)水共放出1 645 kJ熱量,則混合氣體中,丙烷和二甲醚的物質(zhì)的量之比為________。
(2)蓋斯定律認(rèn)為:不管化學(xué)過程是一步完成或分幾步完成,整個(gè)過程的總熱效應(yīng)相同。試運(yùn)用蓋斯定律回答下列問題:
①已知:H2O(g)=H2O(l) ΔH1=-Q1 kJ/mol C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH=-Q2 kJ/mol
C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) ΔH3=-Q3 kJ/mol
若使46 g液態(tài)無水酒精完全燃燒,并恢復(fù)到室溫,則整個(gè)過程中放出的熱量為________kJ。
②碳(s)在氧氣供應(yīng)不充足時(shí),生成CO同時(shí)還部分生成CO2,因此無法通過實(shí)驗(yàn)直接測(cè)得反應(yīng): C(s)+O2(g)=CO(g)的ΔH。但可設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、利用蓋斯定律計(jì)算出該反應(yīng)的ΔH,計(jì)算時(shí)需要測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有________。
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