“西气东输”是西部大开发的重点工程,这里的“气”指天然气,其主要成分为甲烷。(1)工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,它们的体积
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“西气东输”是西部大开发的重点工程,这里的“气”指天然气,其主要成分为甲烷。 (1)工业上将碳与水在高温下反应制得水煤气,水煤气的主要成分是CO和H2,它们的体积比约为1∶1。已知: 2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH=-566kJ·mol-1 2H2(g)+O2(g)2H2O(l) ΔH=-572kJ·mol-1 CH4(g)+2O2(g) CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890kJ·mol-1 若不考虑水煤气中其他成分,相同状况下要获得相等的热量,所需甲烷与水煤气的体积比约为_________,它们燃烧生成的CO2的物质的量之比约为______________。 以甲烷代替水煤气作民用燃气,其优点是_________。 (2)某化工生产中用烷烃和水蒸气反应得到CO和H2为主的混合气,这种混合气可用于生产甲醇或合成氨,对甲烷而言,有如下两个主要反应: ①CH4(g)+1/2O2(g)CO(g)+2H2(g) ΔH1=-36kJ·mol-1 ②CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) ΔH2=+216kJ·mol-1 由反应①②推出总反应热为零的总反应方程式为____________________________;求进料气中空气(O2的体积分数为21%)与水蒸气的体积比__________。 |
答案
(1)1∶3(或569∶1780) 2∶3(或569∶890) 优点:燃烧值高(或用气量少;经济实惠;节省投资;减少碳氧化合物排放量;减少燃煤用量;有利于保护环境;提高使用安全性;使煤更多地得以综合利用) (2)根据盖斯定律:n1ΔH1+n2ΔH2=ΔH3=0,所以有: =6 总反应热为零的反应方程式为6×①+②,即 7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)7CO(g)+15H2(g) ΔH3=0 从方程式可知:进料气中V(O2)∶V[H2O(g)]=3∶1,则 =14.3∶1。 |
解析
(1)1mol水煤气即CO和H2各0.5mol,已知0.5molCO放热141.5kJ,0.5molH2放热143kJ,共放热284.5kJ,而1molCH4放热890kJ,即得1∶3(或569∶1780);根据CO~CO2的关系式,生成(0.5×3)molCO2,根据CH4~CO2的关系式,生成1molCO2,从而得到2∶3(或569∶890) |
举一反三
已知: 2H2(气)+O2(气)=2H2O(气)+Q1 2H2(气)+O2(气)=2H2O(液)+Q2 2CO(气)+O2(气)=2CO2(气)+Q3 (1)关于Q1和Q2的关系正确的是______。A.Q1>Q2 | B.Q1<Q2 | C.Q1=Q2 | D.无法比较 | 你选择该答案的理由是______。 (2)CO和H2分别燃烧生成CO2和H2O(气),欲得到相同的热量,所需CO和H2的体积比是______。 |
试回答下列中和热测定的有关问题。 (1)实验桌上备有烧杯(大、小两个烧杯)、泡沫塑料、泡沫塑料板、环形玻璃搅拌棒、0.50mol·L-1盐酸、0.55mol·L-1 NaOH溶液,尚缺少的实验用品是__________。 (2)实验中能否用环形铜丝搅拌棒代替环形玻璃搅拌棒__________,其原因是______________________________________________。 (3)实验时所用盐酸及NaOH溶液的体积均为50mL,各溶液密度为1g/cm3,生成溶液的比热容c=4.18J/(g·℃),实验起始温度为t1℃,终止温度为t2℃。试推断中和热的计算式:△H=___________________________________。 |
氮及其化合物在生活生产和科技等方面有重要的应用。请回答下列问题: (1)氮元素基态原子的价电子排布式为 ; (2)在氮气分子中,氮原子之间存在着 个σ键和 个π键; (3)磷、氨、氧是周期表中相邻的三种元素,比较: ①氮原子的第一电离能 (填“大于”、“小于”或“等于”)氧原子的第一电离能; ②N2分子中氮氮键的键长 (填“大于”、“小于”或“等于”)白磷分子中磷磷键的键长; (4)氮元素的氢化物——NH3是一种易液化的气体,氨分子中氮原子杂化类型为 杂化,该气体易液化的原因是 。 |
下列物质中,含有极性键的离子化合物是A.CaCl2 | B.Na2O2 | C.NaOH | D.K2S |
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20世纪60年代,化学家发现了一类酸性比100%的硫酸还要强的酸,称之为魔酸,其酸性强至可以将质子给予δ受体,CF3SO3H就是其中常见的魔酸之一。 ⑴试写出CH3CH3与CF3SO3H可能的反应式。 ⑵以上反应所得产物活性均很高,立即发生分解,试写出分解以后所得到的全部可能产物。 |
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