(创新预测题)将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为:C(s)
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(创新预测题)将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g);C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为: C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-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 请回答: (1)根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式:_____________________________。 (2)比较反应热数据可知,1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律做出如图循环图
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。 请分析:甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”);判断的理由是 _______________________________________________________。 (3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点,请列举其中的两个优点______________________________________________________ |
答案
(1)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=131.5 kJ·mol-1 (2)乙 甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量(或ΔH1=ΔH2+ΔH3且ΔH2>0) (3)①减少污染;②燃烧充分;③方便输送(任填两个) |
解析
(1)本题考查盖斯定律,ΔH1-ΔH2-ΔH3即为C(s)与水蒸气反应的焓变。因此C(s)与水蒸气反应的热化学方程式为: C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=131.5 kJ·mol-1。 (2)根据盖斯定律,煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量应相等,甲同学的错误在于忽视了煤转化为水煤气时要吸收热量。 |
举一反三
2012年11月16日,5名男孩被发现死于贵州省毕节市七星关区街头垃圾箱内,经当地公安部门初步调查,5名男孩是因在垃圾箱内生火取暖导致CO中毒而死亡。 (1)CO中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白,反应的化学方程式可表示为CO+HbO2O2+HbCO,实验表明,c(HbCO)即使只有c(HbO2)的 ,也可造成人的智力损伤。已知t ℃时上述反应的平衡常数K=200,吸入肺部O2的浓度约为1.0×10-2 mol·L-1,若使c(HbCO)小于c(HbO2)的,则吸入肺部CO的浓度不能超过______mol·L-1。 (2)有如下三个与CO相关的反应: Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH=Q1,平衡常数K1 Fe(s)+H2O(g)FeO(s)+H2(g) ΔH=Q2,平衡常数为K2 H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g) ΔH=Q3,平衡常数为K3 在不同的温度下K1、K2、K3的数值如下:
T/℃
| K1
| K2
| K3
| 700
| 1.47
| 2.38
| 0.62
| 900
| 2.15
| 1.67
|
| 请回答下列问题: ①Q1、Q2、Q3的关系式:Q3=________。 ②K1、K2、K3的关系式:K3=________,根据此关系式可计算出上表中900 ℃时,K3的数值为________(精确到小数点后两位)。可进一步推断反应H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)为________(填“放”或“吸”)热反应,Q3________0(填“>”、“<”或“=”)。③改变条件使可逆反应H2(g)+CO2(g)CO(g)+H2O(g)已经建立的平衡逆向移动,可采取的措施有________。 A.缩小容器体积 B.降低温度 C.使用催化剂 D.设法增加H2O(g)的量 E.升高温度 (3)在一定条件下,使CO和O2的混合气体13 g充分反应,所得混合气体在常温下与足量的Na2O2固体反应,结果固体增重7 g,则原混合气体中CO的质量是________g。 |
NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。 (1)NOx能形成酸雨,写出NO2转化为HNO3的化学方程式:__________________________。 (2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
①写出该反应的热化学方程式:_______________________________。 ②随温度升高,该反应化学平衡常数的变化趋势是____。 (3)在汽车尾气系统中装置催化转化器,可有效降低NOx的排放。 ①当尾气中空气不足时,NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式:______________________________ ②当尾气中空气过量时,催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下:12MgO<20CaO<38SrO<56BaO。原因是___________________________________________, 元素的金属性逐渐增强,金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。 (4)通过NOx传感器可监测NOx的含量,其工作原理示意图如下:
①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”) ②写出NiO电极的电极反应式:______________________________________。 |
盖斯定律认为:不管化学过程是一步或分为数步完成,这个过程的热效应是相同的。 已知:H2O(g)= H2O(l) △H1 =-Q1 kJ·mol-1(Q1>0) C2H5OH(g)= C2H5OH(l) △H2 =-Q2 kJ·mol-1(Q2>0) C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g) △H3 = -Q3 kJ·mol-1(Q3>0)若使23g液态乙醇完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(kJ) A.Q1+ Q2+Q3 | B.0.5(Q1+Q2+Q3 ) | C.0.5 Q1-1.5 Q2+0.5Q3 | D.1.5 Q1-0.5 Q2+0.5Q3 |
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对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。 (1)N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应,已知反应的热化学方程式如下: N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+180.5kJ·mol-1; 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H =-483.6 kJ·mol-1; N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) H =-92.4 kJ·mol-1。 则氨的催化氧化反应的热化学方程式为 。 (2)汽车尾气净化的一个反应原理为:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) H<0。 一定温度下,将2.8mol NO、2.4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中,反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。
①NO的平衡转化率为 ,0~20min平均反应速率v(NO)为 。25min时,若保持反应温度不变,再向容器中充入CO、N2各0.8 mol,则化学平衡将 移动(填“向左”、“向右”或“不”)。 ②若只改变某一反应条件X,反应由原平衡I达到新平衡II,变量Y的变化趋势如下图所示。下列说法正确的是 (填字母代号)。 (3)某化学小组拟设计以N2和H2为电极反应物,以HCl—NH4Cl为电解质溶液制成燃料电池,则该电池的正极反应式为 。假设电解质溶液的体积不变,下列说法正确的是 (填字母代号)。 a.放电过程中,电解质溶液的pH保持不变 b.溶液中的NH4Cl浓度增大,但Cl-离子浓度不变 c.每转移6.021023个电子,则有标准状况下11.2L电极反应物被氧化 d.为保持放电效果,电池使用一段时间需更换电解质溶液 |
(1)宇宙飞船上的氢氧燃料电池,其电池反应为:2H2+O2=2H2O,试写出电解质溶液若为盐酸时的正极反应式:______________。 (2)已知4 g甲烷气体充分燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时,放出Q kJ的热量。写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式:______________________。 (3)已知下列热化学方程式: ①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-Q1 kJ/mol ②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-Q2 kJ/mol ③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH=-Q3 kJ/mol 利用盖斯定律计算:FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g)的焓变ΔH=________。 |
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