CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式为:①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,
题型:不详难度:来源:
CH4、H2、C都是优质的能源物质,它们燃烧的热化学方程式为: 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)在深海中存在一种甲烷细菌,它们依靠酶使甲烷与O2作用产生的能量存活,甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量________(填“>”“<”或“=”)890.3 kJ。 (2)甲烷与CO2可用于合成合成气(主要成分是一氧化碳和氢气):CH4+CO2=2CO+2H2,1 g CH4完全反应可释放15.46 kJ的热量,则: ①下图能表示该反应过程中能量变化的是________(填字母)。
②若将物质的量均为1 mol的CH4与CO2充入某恒容密闭容器中,体系放出的热量随着时间的变化如图所示,则CH4的转化率为________。
(3)C(s)与H2(g)不反应,所以C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反应热无法直接测量,但通过上述反应可求出,C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反应热ΔH=________。 (4)目前对于上述三种物质的研究是燃料研究的重点,下列关于上述三种物质的研究方向中可行的是________(填字母)。A.寻找优质催化剂,使CO2与H2O反应生成CH4与O2,并放出热量 | B.寻找优质催化剂,在常温常压下使CO2分解生成碳与O2 | C.寻找优质催化剂,利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2) | D.将固态碳合成为C60,以C60作为燃料 |
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答案
(1)= (2)①D ②63% (3)-74.8 kJ·mol-1 (4)C |
解析
(1)给定反应的反应热只取决于反应物和生成物的多少和状态,与中间过程无关,故甲烷细菌使1 mol甲烷生成CO2气体与液态水,放出的能量仍等于890.3 kJ。 (2)①1 g CH4完全反应释放15.46 kJ的热量,则1 mol CH4完全反应放出热量为247.36 kJ,故D图符合题意;②CH4的转化率=155.8/247.36 ×100%≈63%。 (3)②+③-①即得C(s)+2H2(g)=CH4(g) ΔH=-74.8 kJ·mol-1。 (4)已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,则CO2与H2O反应生成CH4与O2的反应吸热,故A项不正确;使CO2分解生成碳与O2的反应为吸热反应,常温下不能发生,故B项不正确;利用太阳能使大气中的CO2与海底开采的CH4合成合成气(CO、H2)是合理的,C项正确;将固态碳合成为C60,以C60作为燃料,极不经济合算,故D项不正确 |
举一反三
下列变化需克服相同类型作用力的是( )A.碘和干冰的升华 | B.硅和C60的熔化 | C.氯化氢和氯化钠的溶解 | D.溴和汞的汽化 |
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二氯化二硫(S2Cl2)是广泛用于橡胶工业的硫化剂,其分子结构如图所示。常温下,S2Cl2是一种橙黄色液体,遇水易水解,并产生能使品红褪色的气体, 化学方程式为2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl。下列说法中错误的是( )
A.S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl | B.反应中SO2是还原产物,S是氧化产物 | C.S2Cl2为含有极性键和非极性键的分子 | D.S原子采取sp3杂化 |
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下列说法正确的是A.由分子组成的物质中一定存在共价键 | B.由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物 | C.非极性键只能存在于双原子单质分子里 | D.两种非金属元素原子间不可能形成离子键 |
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下列说法或表示方法不正确的是( )A.盖斯定律实质上是能量守恒定律的体现 | B.在稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l);ΔH= -57.3 kJ/mol,若将含0.5 mol H2SO4的浓硫酸与含1 mol NaOH的溶液混合,放出的热量大于57.3 kJ | C.由C(石墨)―→C(金刚石);ΔH=+73 kJ/mol,可知石墨比金刚石稳定 | D.在101 kPa时,2 g H2完全燃烧生成液态水,放出285.8 kJ热量,氢气燃烧的热化学方程式表示为:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l);ΔH=-285.8 kJ/mol |
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