(14分)CO2是一種主要的溫室氣體,研究CO2的利用對促進低碳社會的構(gòu)建具有重要的意義。
(1)金剛石和石墨燃燒反應(yīng)中的能量變化如圖所示。
①在通常狀況下,金剛石和石墨中, (填“金剛石”或“石墨”)更穩(wěn)定,石墨的燃燒熱為 kJ·mol-1。
②石墨與CO2反應(yīng)生成CO的熱化學方程式: 。
(2)采用電化學法可將CO2轉(zhuǎn)化為甲烷。試寫出以氫氧化鉀水溶液作電解質(zhì)時,該轉(zhuǎn)化的電極反應(yīng)方程式 。
(3)CO2為原料還可合成多種物質(zhì)。工業(yè)上常以CO2(g) 與H2(g)為原料合成乙醇。
①已知:H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ·mol-1
2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H= -256.1kJ·mol-1。
則:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H= 。
②下圖是一種以煙道氣為原料合成乙醇的工作原理示意圖。
對上述流程的分析,下列說法正確的是 。
A.該流程至少包含4種形式的能量轉(zhuǎn)化 |
B.裝置X中陰極反應(yīng)為:2H2O-4e-=4H++O2↑ |
C.合成塔中生成乙醇的反應(yīng)是化合反應(yīng) |
D.流程設(shè)計體現(xiàn)了綠色化學思想 |
(1)①石墨 393.5 ② C(s、石墨)+CO2(g) =2CO(g) △H= +172.5kJ·mol-1
(2)CO2+8e-+6H2O=CH4+8OH-(3)① —305.7kJ·mol-1 ② AD
③ CH3CH2OH-4e-+H2O=4H++CH3COOH
解析試題分析:(1)①能量越低越穩(wěn)定,圖中石墨的能量低于金剛石;由圖像可知石墨的燃燒熱ΔH=ΔH2+ΔH3=-393.5 kJ·mol-1。②將反應(yīng)C(s、石墨)+ O2(g) =CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1和2CO(g)+ O2(g) =2CO2(g) ΔH=-283.0×2kJ·mol-1相減即得:C(s、石墨)+CO2(g) =2CO(g) △H= +172.5kJ·mol-1。
(2)→得8e-,生成8個單位的負電荷,結(jié)合電解液是氫氧化鉀水溶液,負電荷的離子是OH-。
(3)①由蓋斯定律:Ⅲ-Ⅱ×2-Ⅰ×3可得ΔH= (-256.1kJ·mol-1)-(-41.2kJ·mol-1)×2-(+44kJ·mol-1)×3=
—305.7kJ·mol-1;②A項 光能→電能、電能→化學能,熱能→化學能,化學能→化學能,熱能→動能,正確;B項 電解水陰極反應(yīng)式為2H2O+2e-=2OH-+H2↑,錯誤;C項 合成塔中的反應(yīng)方程式為:
6H2+2CO2=CH3CH2OH+3H2O ,錯誤;D項 產(chǎn)物是乙醇和水,無污染,正確。
③由圖可判斷總反應(yīng)式:CH3CH2OH+O2= CH3COOH+H2O,正極反應(yīng)式:O2+4e-+4H+=2H2O,兩式相減得負極反應(yīng)式:CH3CH2OH-4e-+H2O=4H++CH3COOH
考點:考查熱化學方程式和電極反應(yīng)方程式的書寫、讀圖讀表計算與分析的綜合題,是以常見物質(zhì)相關(guān)的化學知識在生產(chǎn)、生活中具體運用的典型試題。
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(I)下圖是工業(yè)生產(chǎn)硝酸銨的流程。
(1)吸收塔C中通入空氣的目的是 。A、B、C、D四個容器中的反應(yīng),屬于氧化還原反應(yīng)的是 (填字母)。
(2)已知:4NH3(g) + 3O2(g) = 2N2(g) +6H2O(g) △H =-1266.8kJ/mol
N2(g) + O2(g) = 2NO(g) △H =" +180.5" kJ/mol
寫出氨高溫催化氧化的熱化學方程式:
(II)某合作小組同學將銅片加入稀硝酸,發(fā)現(xiàn)開始時反應(yīng)非常慢,一段時間后反應(yīng)速率明顯加快。該小組通過實驗探究其原因。
(3)該反應(yīng)的離子方程式為___________________________________________________。
(4)提出合理假設(shè)。該實驗中反應(yīng)速率明顯加快的原因可能是_____________________。
A.反應(yīng)放熱導致溫度升高 B.壓強增大
C.生成物有催化作用 D.反應(yīng)物接觸面積增大
(5)初步探究。測定反應(yīng)過程中溶液不同時間的溫度,結(jié)果如下表:
時間/min | 0 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 35 | 50 | 60 | 70 | 80 |
溫度/℃ | 25 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26 | 26.5 | 27 | 27 | 27 | 27 |
實驗 編號 | 銅片 質(zhì)量/g | 0.1mol·L-1的 硝酸體積/mL | 硝酸銅 晶體/g | 亞硝酸鈉 晶體/g | 實驗?zāi)康?br /> |
① | 5 | 20 | _______ | _______ | 實驗①和②探究_________的影響;實驗①和③探究亞硝酸根的影響。 |
② | 5 | 20 | 0.5 | 0 | |
③ | 5 | 20 | 0 | 0.5 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(14分)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol。
請回答下列問題:
(1)圖中A、C分別表示__________、______________,E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響?______________。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點升高還是降低?____________;
(2)圖中ΔH=__________kJ/mol;
(3)如果反應(yīng)速率v(SO2)為0.05 mol/(L·min),則v(O2)=________mol/(L·min)
(4)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ/mol,計算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH=_ _。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
Ⅰ.甲醇是一種新型的能源。
(1)合成氣(組成為H2和CO)是生產(chǎn)甲醇的重要原料,請寫出由焦炭和水在高溫下制取合成氣的化學方程式 。
(2)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃燒熱△H分別為-285.8kJ·mol-1、-283.0kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1,則甲醇不完全燃燒生成一氧化碳和液態(tài)水的熱化學方程式為 ;
(3)在容積為l L的密閉容器中,由CO和H2合成甲醇。在其他條件不變的情況下,考查溫度對反應(yīng)的影響,實驗結(jié)果如下圖所示(注:T1、T2均大于300℃);
下列說法正確的是 (填序號)
A.溫度為T1時,從反應(yīng)開始到平衡,生成甲醇的平均速率為v(CH3OH)=(mol·L-1·min-1) |
B.該反應(yīng)在T1時的平衡常數(shù)比T2時的大 |
C.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng) |
D.處于A點的反應(yīng)體系從T1變到T2,達到平衡時減小 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的支柱之一。
(1)化學反應(yīng)中的能量變化,通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。
①下列反應(yīng)中,屬于放熱反應(yīng)的是___________(填序號)。
a. Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl混合攪拌
b. 高溫煅燒石灰石
c. 鋁與鹽酸反應(yīng)
②某同學進行如下圖所示實驗,測量稀鹽酸與燒堿溶液中和反應(yīng)的能量變化。實驗表明:反應(yīng)溫度升高,由此判斷該反應(yīng)是_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),其離子方程式是_______________。
(2)電能是現(xiàn)代社會應(yīng)用最廣泛的能源之一。
下圖所示的原電池裝置中,其負極是_____________________,正極上能夠觀察到的現(xiàn)象是____________________________,正極的電極反應(yīng)式是_________________________。
原電池工作一段時間后,若消耗鋅6.5g,則放出氣體__________g。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
已知H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。回答有關(guān)中和反應(yīng)的問題。
(1)用0.1 mol Ba(OH)2配成稀溶液與足量稀硝酸反應(yīng),能放出________kJ熱量。
(2)如圖裝置中儀器A的名稱是 ,碎泡沫塑料的作用是 。
(3)若通過實驗測定中和熱的ΔH,其結(jié)果常常大于-57.3 kJ·mol-1,其原因可能是
。
(4)用相同濃度和體積的氨水(NH3·H2O)代替NaOH溶液進行上述實驗,測得的中和熱的數(shù)值會 (填“偏大”、“偏小”、“無影響”)。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
CO2的固定和利用在降低溫室氣體排放中具有重要作用,從CO2加氫合成甲醇不僅可以有效緩解減排壓力,還是其綜合利用的一條新途徑。CO2和H2在催化劑作用下能發(fā)生反應(yīng)CO2+3H2CH3OH+H2O,測得甲醇的理論產(chǎn)率與反應(yīng)溫度、壓強的關(guān)系如圖所示。請回答下列問題:
(1)提高甲醇產(chǎn)率的措施是 。
(2)分析圖中數(shù)據(jù)可知,在220 ℃、5MPa時,CO2的轉(zhuǎn)化率為 ,再將溫度降低至
140℃,壓強減小至2MPa,化學反應(yīng)速率將 (填“增大、減小 或 不變“ 下同),CO2的轉(zhuǎn)化率將 。
(3)200℃時,將0.100molCO2和0.275molH2充入1L密閉容器中,在催化劑作用下反應(yīng)達到平衡。若CO2的轉(zhuǎn)化率為25%,則此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K= 。(要求寫出算式和計算結(jié)果)
(4)已知已知:CO的燃燒熱△H=-283.0KJ/mol、2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) △H=-483.6KJ/mol、
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) △H=-90.1KJ/mol,寫出CO2與H2合成甲醇的熱化學方程式 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
氮是地球上含量豐富的原子元素,氮及其化合物在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中有著重要作用。
(1)25℃時,0.1mol/LNH4NO3溶液中水的電離程度 (填“大于”、“等于”或“小于”) 0.1mol/L NaOH溶液中水的電離程度。
(2)若將0.1mol/L NaOH溶液和0.2mol/LNH4NO3溶液等體積混合,混合溶液中2c(NH4+)>c(NO3-),所得溶液中離子濃度由大到小的順序是 。
(3)發(fā)射火箭時肼(N2H4)為燃料,二氧化氮作氧化劑,兩者反應(yīng)生成氮氣和氣態(tài)水。經(jīng)測定16g氣體在上述反應(yīng)中放出284kJ的熱量。則該反應(yīng)的熱化學方程式是 。
(4)下圖是1mol NO2和1mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖。
已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180kJ/mol
2NO (g)+O2(g)=2NO2(g) △H=-112.3kJ/mol
則反應(yīng):2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的△H是 。
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