能源的開發利用與人類社會的可持續發展息息相關。
Ⅰ.已知:Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) ΔH1=a kJ·mol-1
CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=b kJ·mol-1
4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) ΔH3=c kJ·mol-1
則C的燃燒熱ΔH=________ kJ·mol-1。
Ⅱ.(1)依據原電池的構成原理,下列化學反應在理論上可以設計成原電池的是________(填序號)。
A.C(s)+CO2(g)=2CO(g)
B.NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l)
C.2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)
若以熔融的K2CO3與CO2為反應的環境,依據所選反應設計成一個原電池,請寫出該原電池的負極反應:______________________________________
_______________________________________________________________。
(2)某實驗小組模擬工業合成氨反應N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1,開始他們將N2和H2混合氣體20 mol(體積比1∶1)充入5 L合成塔中,反應前壓強為p0,反應過程中壓強用p表示,反應過程中
與時間t的關系如圖所示。
請回答下列問題:
①反應達平衡的標志是(填字母代號)________。
A.壓強保持不變
B.氣體密度保持不變
C.NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0~2 min內,以c(N2)變化表示的平均反應速率為________。
③欲提高N2的轉化率,可采取的措施有________。
A.向體系中按體積比1∶1再充入N2和H2
B.分離出NH3
C.升高溫度
D.充入氦氣使壓強增大
E.加入一定量的N2
(3)25 ℃時,BaCO3和BaSO4的溶度積常數分別是8×10-9和1×10-10,某含有BaCO3沉淀的懸濁液中,c(CO32—)=0.2 mol·L-1,如果加入等體積的Na2SO4溶液,若要產生BaSO4沉淀,加入Na2SO4溶液的物質的量濃度最小是________ mol·L-1。
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
氮是地球上含量豐富的一種元素,氮及其化合物在工農業生產、生活中有著重要作用。
(1)在固定容積的密閉容器中,進行如下化學反應:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=—92.4kJ/mol,
其平衡常數K與溫度T的關系如下表:
T/K | 298 | 398 | 498 |
平衡常數K | 4.1×106 | K1 | K2 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
隨著大氣污染的日趨嚴重,“節能減排”,減少全球溫室氣體排放,研究NOx、SO2、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
(1)如圖是在101 kPa、298 K條件下1 mol NO2和1 mol CO反應生成1 mol CO2和1 mol NO過程中能量變化示意圖。
已知:N2(g)+O2(g)2NO(g) ΔH="+179.5" kJ/mol
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH="-112.3" kJ/mol
則在298 K時,反應:2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)的ΔH= 。
(2)將0.20 mol NO2和0.10 mol CO 充入一個容積恒定為1 L的密閉容器中發生反應,在不同條件下,反應過程中部分物質的濃度變化狀況如圖所示。
①下列說法正確的是 (填序號)。
a.容器內的壓強不發生變化說明該反應達到平衡
b.當向容器中再充入0.20 mol NO時,平衡向正反應方向移動,K值增大
c.升高溫度后,K值減小,NO2的轉化率減小
d.向該容器內充入He氣,反應物的體積減小,濃度增大,所以反應速率增大
②計算產物NO2在0~2 min時平均反應速率v(NO2)= mol/(L·min)。
③第4 min時改變的反應條件為 (填“升溫”或“降溫”)。
④計算反應在第6 min時的平衡常數K= 。若保持溫度不變,此時再向容器中充入CO、NO各0.060 mol,平衡將 移動(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(3)有學者想以如圖所示裝置用原電池原理將SO2轉化為重要的化工原料。其負極的反應式為 ,當有0.25 mol SO2被吸收,則通過質子(H+)交換膜的H+的物質的量為 。
(4)CO2在自然界循環時可與CaCO3反應,CaCO3是一種難溶物質,其Ksp=2.8×10-9,F將2×10-4 mol/L的Na2CO3溶液與一定濃度的CaCl2溶液等體積混合生成沉淀,計算應加入CaCl2溶液的最小濃度為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
碳、氮和鋁的單質及其化合物在工農業生產和生活中有重要作用。
(1)真空碳熱還原一氯化法可實現由鋁礦制備金屬鋁,其相關的熱化學方程式如下:
2Al2O3(s)+ 2AlCl3(g)+ 6C(s)=6AlCl(g)+ 6CO(g);△H= a kJ?mol-1
3AlCl(g)= 2Al(l)+ AlCl3(g);△H= b kJ?mol-1
反應Al2O3(s)+ 3C(s)= 2Al(l)+ 3CO(g)的△H= kJ?mol-1
(用含a、b的代數式表示)。
(2)用活性炭還原法可以處理氮氧化物。某研究小組向某密閉容器中加入一定量的活性炭和NO,發生反應C(s)+ 2NO(g)N2(g)+ CO2(g);△H= Q kJ?mol-1。在T1℃時,反應進行到不同時間測得各物質的濃度如下:
時間(min) 濃度(mol/L) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | 50 |
NO | 1.00 | 0.68 | 0.50 | 0.50 | 0.60 | 0.60 |
N2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
CO2 | 0 | 0.16 | 0.25 | 0.25 | 0.30 | 0.30 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
科學家要研究跟碳元素及其化合物相關的很多課題。
(1)焦炭可用于制取水煤氣。測得12g碳與水蒸氣完全反應生成水煤氣時,吸收了131. 6kJ熱量,該反應的熱化學方程式是_________ 。
(2)工業上可用焦炭冶煉金屬,若0.5mol碳完全與赤鐵礦反應,得到0.6mol鐵,同時生成2種常見氣體,則該反應的化學方程式是_________。
(3)碳跟水蒸氣制水煤氣的反應是一個可逆反應,下列情況下能判斷該反應一定達到平衡狀態的是_________(選填編號.)。
A.V正(H2O)=V正(H2) |
B.容器中溫度不再發生改變 |
C.消耗nmolH2同時消耗nmolCO |
D.容器中氣體的總物質的量不隨時間改變 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
甲醇是一種可再生能源,具有廣泛的開發和應用前景。
(1)工業上一般采用下列兩種反應合成甲醇:
反應Ⅰ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ΔH1
反應Ⅱ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2
①上述反應符合“原子經濟”原則的是________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
②下表所列數據是反應Ⅰ在不同溫度下的化學平衡常數(K)。
溫度 | 250 ℃ | 300 ℃ | 350 ℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
甲烷作為一種新能源在化學領域應用廣泛,請回答下列問題。
(1)高爐冶鐵過程中,甲烷在催化反應室中產生水煤氣(CO和H2)還原氧化鐵,有關反應為:CH4(g)+CO2(g)===2CO(g)+2H2(g) ΔH=260 kJ·mol-1
已知:2CO(g)+O2(g)===2CO2(g)
ΔH=-566 kJ·mol-1。
則CH4與O2反應生成CO和H2的熱化學方程式為_________________________________。
(2)如下圖所示,裝置Ⅰ為甲烷燃料電池(電解質溶液為KOH溶液),通過裝置Ⅱ實現鐵棒上鍍銅。
①a處應通入________(填“CH4”或“O2”),b處電極上發生的電極反應式是__________________________________。
②電鍍結束后,裝置Ⅰ中溶液的pH________(填寫“變大”“變小”或“不變”,下同),裝置Ⅱ中Cu2+的物質的量濃度________。
③電鍍結束后,裝置Ⅰ溶液中的陰離子除了OH-以外還含有________(忽略水解)。
④在此過程中若完全反應,裝置Ⅱ中陰極質量變化12.8 g,則裝置Ⅰ中理論上消耗甲烷________L(標準狀況下)。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
化學反應過程中發生物質變化的同時,常常伴有能量的變化。這種能量的變化常以熱量的形式表現出來,叫做反應熱。由于反應的情況不同,反應熱可以分為許多種,如燃燒熱和中和熱等。
(1)下列 △ H 表示物質燃燒熱的是 (填字母編號)。
(2)依據上述熱化學方程式,稀硝酸與氫氧化鉀溶液發生中和反應的熱化學方程式為 (其中熱效應從上述 △H1 ~△H7盡中選取)。
(3)中和熱的測定是高中化學的定量實驗之一。 50 mL0.50 mol/L 鹽酸與 50 mL 0.55 mol/L NaOH 溶液在如圖所示的裝置中進行中和反應。通過測定反應過程中所放出的熱量可計算中和熱。從實驗裝置上看,圖中尚缺少的一種儀器是。大燒杯上如不蓋硬紙板,求得的中和熱數值將會(填“偏大”、“偏小”或“無影響”)。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
人類活動產生的CO2長期積累,威脅到生態環境,其減排問題受到全世界關注。
(1)工業上常用高濃度的K2CO3溶液吸收CO2,得溶液X,再利用電解法使K2CO3溶液再生,其裝置示意圖如下:
在陽極區發生的反應包括 和H ++ HCO3-=H2O+CO2↑。
簡述CO32-在陰極區再生的原理 。
(2)再生裝置中產生的CO2和H2在一定條件下反應生成甲醇等產物,工業上利用該反應合成甲醇。
已知:25 ℃,101 KPa下:
H2(g)+1/2 O2(g)=H2O(g) Δ H1=" -242" kJ/mol
CH3OH(g)+3/2 O2(g)=CO2 (g)+2 H2O(g) Δ H2=" -676" kJ/mol
寫出CO2和H2生成氣態甲醇等產物的熱化學方程式 。
下面表示合成甲醇的反應的能量變化示意圖,其中正確的是 (填字母序號)。
a b c d
(3)微生物燃料電池是一種利用微生物將化學能直接轉化成電能的裝置。已知某種甲醇
微生物燃料電池中,電解質溶液為酸性,示意圖如下:
該電池外電路電子的流動方向為 (填寫“從A到B”或“從B到A”)。
工作結束后,B電極室溶液的pH與工作前相比將 (填寫“增大”、“減小”或“不變”,溶液體積變化忽略不計)。
A電極附近甲醇發生的電極反應式為 。
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