科目: 來源: 題型:填空題
合成氨反應N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反應過程的能量變化如圖所示。已知N2(g)與H2(g)反應生成17 g NH3(g),放出46.1 kJ的熱量。
請回答下列問題:
(1)該反應通常用鐵作催化劑,加催化劑會使圖中E變_____(填“大”或“小”),E的大小對該反應的反應熱有無影響?_ _。理由是_________ ;
(2)圖中ΔH=________kJ·mol-1;
(3)起始充入2mol·L-1 N2和5.5 mol·L-1 H2,經(jīng)過50 min,NH3的濃度為1mol·L-1,
則v(N2)=____________mol·L-1·min-1、C(H2)=______________mol·L-1;
已知NH3(g)= NH3 (l) ΔH=-QkJ·mol-1,書寫N2(g)+3H2(g)=2NH3 (l)的熱化學方程式 ________ 。
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Ⅰ.恒溫,容積為1 L恒容條件下,硫可以發(fā)生如下轉化,其反應過程和能量關系如圖1所示(已知:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1),請回答下列問題:
(1)寫出能表示硫的燃燒熱的熱化學方程式:______________________。
(2)ΔH2=__________kJ·mol-1。
Ⅱ.工業(yè)上常利用醋酸和乙醇合成有機溶劑乙酸乙酯:
CH3COOH(l)+C2H5OH(l) CH3COOC2H5(l)+H2O(l) ΔH=-8.62 kJ·mol-1
已知CH3COOH、C2H5OH和CH3COOC2H5的沸點依次為118 ℃、78 ℃和77 ℃。在其他條件相同時,某研究小組進行了多次實驗,實驗結果如圖所示。
(1)該研究小組的實驗目的是___________________________________。
(2)60 ℃下反應40 min與70 ℃下反應20 min相比,前者的平均反應速率________后者(填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)如圖所示,反應時間為40 min、溫度超過80 ℃時,乙酸乙酯產(chǎn)率下降的原因可能是_________________________________(寫出兩條)。
Ⅲ.煤化工中常需研究不同溫度下平衡常數(shù)、投料比及熱值等問題。
已知:CO(g)+H2O(g) H2(g)+CO2(g)平衡常數(shù)隨溫度的變化如下表:
溫度/℃ | 400 | 500 | 800 |
平衡常數(shù)K | 9.94 | 9 | 1 |
| n(CO) | n(H2O) | n(H2) | n(CO2) |
A | 1 | 5 | 2 | 3 |
B | 2 | 2 | 1 | 1 |
C | 3 | 3 | 0 | 0 |
D | 0.5 | 2 | 1 | 1 |
E | 3 | 1 | 2 | 1 |
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(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建具有重要的意義。
(1)金剛石和石墨燃燒反應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反應生成CO的熱化學方程式: 。
(2)采用電化學法可將CO2轉化為甲烷。試寫出以氫氧化鉀水溶液作電解質時,該轉化的電極反應方程式 。
(3)CO2為原料還可合成多種物質。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種形式的能量轉化 |
B.裝置X中陰極反應為:2H2O-4e-=4H++O2↑ |
C.合成塔中生成乙醇的反應是化合反應 |
D.流程設計體現(xiàn)了綠色化學思想 |
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金屬鎢用途廣泛,主要用于制造硬質或耐高溫的合金,以及燈泡的燈絲。高溫下,在密閉容器中用H2還原WO3可得到金屬鎢,其總反應為:
WO3 (s) + 3H2 (g)W (s) + 3H2O (g)
請回答下列問題:
⑴上述反應的化學平衡常數(shù)表達式為___________________________。
⑵某溫度下反應達平衡時,H2與水蒸氣的體積比為2:3,則H2的平衡轉化率為_____________________;隨溫度的升高,H2與水蒸氣的體積比減小,則該反應為反應_____________________(填“吸熱”或“放熱”)。
⑶上述總反應過程大致分為三個階段,各階段主要成分與溫度的關系如下表所示:
溫度 | 25℃ ~ 550℃ ~ 600℃ ~ 700℃ |
主要成份 | WO3 W2O5 WO2 W |
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(1)已知紅磷比白磷穩(wěn)定,又知:4P(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H1;
4P(紅磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) △H2,則ΔH1和ΔH2的關系是△H1 △H2(填“>”、“<”
或“=”)。
(2)已知H2(g)和CH3OH(l)的燃燒熱△H分別為-285.8kJ·mol-1和-726.5kJ·mol-1,寫出由CO2
和H2生成液態(tài)甲醇和液態(tài)水的熱化學方程式 。
(3)已知一定溫度下,下列反應的平衡常數(shù):SO2(g)+1/2O2(g) SO3(g) K1,CO(g)+1/2O2(g)
CO2(g) K2。則相同溫度下反應SO2(g)+CO2(g) SO3(g)+CO(g)的平衡常數(shù)為 。
(用K1、K2表示)
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(8分)(1)肼(N2H4)是發(fā)射航天飛船常用的高能燃料。將NH3和NaClO按一定物質的量比混合反應,生成肼、NaCl和水,該反應的化學方程式是_____________________________。
(2)在火箭推進器中裝有強還原劑肼(N2H4)和強氧化劑過氧化氫,當它們混合時,即產(chǎn)生大量氣體,并放出大量熱。已知:H2O(l)H2O(g) ΔH=" +44" kJ/mol。12.8 g液態(tài)肼與足量過氧化氫反應生成氮氣和水蒸氣,放出256.65 kJ的熱量。
①請寫出液態(tài)肼與過氧化氫反應生成液態(tài)水的熱化學方程式______________________。
②則16 g液態(tài)肼與足量過氧化氫反應生成液態(tài)水時放出的熱量是___________________。
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從能量的變化和反應的快慢等角度研究反應:。
(1)為了加快正反應速率,可以采取的措施有________(填序號,下同)。
A.使用催化劑 | B.適當提高氧氣的濃度 |
C.適當提高反應的溫度 | D.適當降低反應的溫度 |
化學鍵 | H—H | O=O | H—O |
鍵能 | 436 | 496 | 463 |
化學鍵 | 填“吸收熱量” 或“放出熱量” | 能量變化 | |
拆開化學鍵 | 中的化學鍵 | _______________ | _______________ |
中的化學鍵 | |||
形成化學鍵 | 鍵 | _______________ | _______________ |
總能量變化 | _______________ | _______________ |
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能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的支柱之一。
(1)化學反應中的能量變化,通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。
①下列反應中,屬于放熱反應的是___________(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
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的能量變化。實驗表明:反應溫度升高,由此判斷該反應是_______(填“吸熱”或“放熱”)反應,其離子方程式是_______________。
(2)電能是現(xiàn)代社會應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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(1)CH4(g )+2O2(g )=CO2(g )+2H2O(g ) ΔH=-802.3kJ/mol
該熱化學反應方程式的意義是_____________________________________。
(2)已知2g乙醇完全燃燒生成液態(tài)水放出Q kJ的熱量,寫出表示乙醇燃燒熱的熱化學方
程式:____________________________________________________________.
(3)已知拆開1mol H-H鍵,1mol N-H鍵,1mol 鍵分別需要的能量是436kJ、391KJ、946kJ,則N2與H2反應生成1mol NH3(g)的熱化學方程式是___________________.
(4)依據(jù)蓋斯定律可以對某些難以通過實驗直接測定的化學反應的焓變進行推算。
已知:C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol ②
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2599kJ/mol ③
根據(jù)蓋斯定律,計算298K時由C(石墨,s)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反應的焓變:
____________________________.
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二甲醚是一種重要的清潔燃料,也可替代氟利昂作制冷劑等,對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醚( CH3OCH3)。請回答下列問題:
(1)利用水煤氣合成二甲醚的三步反應如下:
①2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H= -90.8kJ/mol
②2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
③CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.3kJ/mol
總反應:3H2(g)+3CO(g) CH3OCH3(g)+CO2(g) 的△H= ;
一定條件下的密閉容器中,該總反應達到平衡,要提高CO的轉化率,可以采取的措施是:
________(填字母代號)。
a.壓縮體積 b.加入催化劑 c.減少CO2的濃度 d.增加CO的濃度
e.分離出二甲醚(CH3OCH3)
(2)已知反應②2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) △H=-23.5kJ/mol
某溫度下的平衡常數(shù)為400。此溫度下,在密閉容器中加入CH3OH,反應到某時刻測得各組分的濃度如下:
物質 | CH3OH | CH3OCH3 | H2O |
濃度(mol·L-1) | 0.40 | 0.6 | 0.6 |
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