为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知:2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·mo
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为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知: 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·moL-1 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6KJ·moL-1 H2O (g)=H2O(l) △H=-44.0KJ·moL-1 (1)氢气的标准燃烧热△H= kJ·moL-1 (2)写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式 (3)往 1L体积不变的容器中加入1.00mol CO和1.00mol H2O(g),在t℃时反应并达到平衡,若该反应的化学平衡常数K=1,则t℃时CO的转化率为 ;反应达到平衡后,升高温度,此时平衡常数将 (填“变大”、“不变”或“变小”),平衡将向 (填“正”或“逆”)方向移动。 (4)在CO和H2O反应转化为绿色能源H2中,为了提高CO的转化率,可采取的措施是 。A.增大的CO浓度 | B.增大的H2O(g)浓度 | C.使用催化剂 | D.降低温度 |
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答案
(共11分)(1)-285.8(2分) (2)CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol(3分) (3)50%(2分);变小(1分);逆(1分) (4)BD(2分) |
解析
试题分析:(1)通常条件下,1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为氢气的燃烧热。已知反应①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6KJ·moL-1、②H2O (g)=H2O(l) △H=-44.0KJ·moL-1,则根据盖斯定律可知,①×+②即得到反应H2(g)+O2(g)=H2O(g),所以该反应的△H=-483.6KJ•moL-1÷2+-44.0KJ·moL-1=-285.8KJ•moL-1,即氢气的标准燃烧热△H=-285.8KJ•moL-1。 (2)已知反应①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566kJ·moL-1、②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6KJ·moL-1,则根据盖斯定律可知,(①-②)÷2即得到反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ,所以该反应的分液△H=(-566kJ·moL-1+483.6KJ·moL-1)÷2=-41.2kJ/mol。(3)(3)令参加反应的CO的物质的量浓度为nmol/L,则: CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) 起始浓度(mol/L)1 1 0 0 转化浓度(mol/L)n n n n 平衡浓度(mol/L)1-n 1-n n n 所以根据平衡常数可知K===1 解得n=0.5mol/L 所以t℃时CO的转化率为×100%=50% 由(2)可知该反应正反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应移动,平衡常数变小。 (4)A、增大的CO浓度,平衡向正反应移动,但CO的转化率降低,故A错误;B、增大的H2O(g)浓度,平衡向正反应移动,但CO的转化率增大,故B正确;C、使用催化剂加快反应速率,平衡不移动,CO转化率不变,故C错误;D、降低温度平衡向正反应移动,但CO的转化率增大,故D正确,答案选BD。 |
举一反三
已知下列热化学方程式: ①C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1 =-393.5 kJ·mol-1 ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2 =-566.0 kJ·mol-1 ③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H3 =-571.6 kJ·mol-1 通过计算(要有计算过程),写出1 mol C与液态H2O反应生成CO和H2的热化学方程式。 |
依据叙述,写出下列反应的热化学方程式。 (1)用NA表示阿伏加德罗常数,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有4NA个电子转移时,放出450 kJ的热量。其热化学方程式为______________________。 (2)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、395 kJ、940 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为____________________________。 (3)钛(Ti)被称为继铁、铝之后的第三金属,已知由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及的步骤为: 已知:①C(s)+O2(g) CO2(g); ΔH=-395.5 kJ·mol-1 ②2CO(g)+O2(g) 2CO2(g); ΔH=-560 kJ·mol-1 ③TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s) TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=―80kJ/mol 则TiO2(s)与Cl2(g)反应的热化学方程式为 。 |
沼气(主要成分是甲烷)是一种廉价的能源,把农村中大量存在的农作物秸秆、杂草、人畜粪便等在沼气池中发酵,便可产生沼气,沼气完全燃烧可以用来点灯、做饭。 (1)在101kPa时,32gCH4燃烧生成CO2和气态H2O,放出1604kJ的热量,写出甲烷燃烧的热化学方程式为__________________________________________________________。 (2)120℃,取CH4和过量O2的混合气体共0.4mol,点燃使其充分反应,将燃烧后的气体通过足量的碱石灰(NaOH和CaO的固体混合物)充分吸收,碱石灰增重8g。计算:原混合气体中CH4和O2的体积比是多少? |
SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中存在S-F键。已知S8(s)的分子结构模型(如图),断裂1molS—S、1molF—F 、1molS—F键需吸收的能量分别为280kJ 、160kJ、330kJ.则:的反应热ΔH为 ( )A.-1780kJ·mol-1 | B.-1220kJ·mol-1 | C.-450kJ·mol-1 | D.+430kJ·mol-1 |
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氨在国民经济中占有重要地位。 (1)合成氨工业中,合成塔中每产生2molNH3,放出92.2 kJ热量。 ①工业合成氨的热化学方程式是 。 ②若起始时向容器内放入2molN2和6molH2,达平衡后放出的热量为Q,则Q(填“>”、“<”或“=”)_______184.4 kJ。 ③已知:
1molN-H键断裂吸收的能量约等于 kJ。 (2)工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(l)+H2O(l),该反应的平衡常数和温度关系如下:
T / ℃
| 165
| 175
| 185
| 195
| K
| 111.9
| 74.1
| 50.6
| 34.8
| ①焓变ΔH(填“>”、“<”或“=”)_______0。 (3)已知: ①N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH1=+180 kJ·mol-1 ②N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH2=-92.4 kJ·mol-1 ③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1 氨的催化氧化反应的热化学方程式为 |
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