Ⅰ.通常人们把拆开1 mol某化学键所吸收的能量看成该化学键的键能。下表为一些化学键的键能数据
化学键 | Si-Si | O=O | Si-O |
键能/kJ·mol-1 | a | b | c |
Ⅰ.Si(s)+O2(g)SiO2(s) △H=(2a+ b - 4c)kJ/mol(2分)
Ⅱ.(1)A 池 2H+ +2I-=H2↑ + I2(2分) B 池 4Fe3+ + 2H2O=4Fe2+ + O2↑+ 4H+(2分)
(2)0.300mol(2分)
Ⅲ.(1)① 3 (2分)逆(1分)② 1<c≤4 (2分)
(2)降低温度 (1分) 降低温度平衡向正反应方向移动,气体总分子数减少(2分)
解析试题分析:Ⅰ.硅是原子晶体,平均1个硅原子形成2个Si-Si键。二氧化硅是原子晶体,平均1个硅原子形成4个Si-O键。又因为反应热等于断键吸收的能量与形成化学键所放出的能量的差值,因此硅高温燃烧的热化学方程式为Si(s)+O2(g)SiO2(s) △H=(2a+ b - 4c)kJ/mol。
Ⅱ.(1)电解池左边放出氢气,氢离子在此得到电子,发生还原反应,则碘离子失去电子发生氧化反应,故A池中总反应式为2H+ +2I-=H2↑ + I2;电池右侧放出氧气,说明溶液中的氢氧根失去电子发生氧化反应,则溶液中的铁离子得到电子发生还原反应,因此B池总反应式为4Fe3+ + 2H2O=4Fe2+ + O2↑+ 4H+。(2)若电解池A中生成3.36 L H2(标准状况),其中氢气的物质的量是3.36L÷22.4L/mol=0.15mol,转移电子0.3mol,所以根据得失电子守恒可知B池中生成亚铁离子的物质的量是0.3mol。
Ⅲ.(1)①反应达到平衡后混合气体中各物质的量仍与上述平衡时完全相同,恒温恒压条件下,采用极限分析法,c体积的氨气完全转化为氮气和氧气之比是1:3,所以只要a:b=2:6,则b=3a=3,因反应前混合气体为8体积,反应后混合气体为7体积,体积差为1体积,由差量法可解出平衡时氨气为1体积;而在起始时,氨气的体积为c=2体积,比平衡状态时大,为达到同一平衡状态,氨的体积必须减小,所以平衡逆向移动;
②若需让反应逆向进行,由上述①所求出的平衡时氨气的体积为1可知,氨气的体积必须大于1,最大值则为2体积氮气和6体积氢气完全反应时产生的氨气的体积,即为4体积,则1<c≤4;
(2)根据6.5<7可知,上述平衡应向体积缩小的方向移动,即向放热方向移动,所以采取降温措施,这是由于降低温度平衡向正反应方向移动,气体总分子数减少。
考点:考查热化学方程式的书写、电化学原理的应用、以及可逆反应的有关计算与判断
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分)图a是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,图b是反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图。根据题意回答下列问题
(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)从反应开始到平衡,用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)= 。
(3)此温度下该反应的平衡常数K= ;温度降低,K (填“变大”、“变小”或“不变”)
(4)若在温度和容积相同的三个密闭容器中,按不同方式投入反应物,测得反应达到平衡吋的有关数据如下表:
容 器 | 甲 | 乙 | 丙 |
反应物投入量 | 1 mol NO2 1 mol CO | 2 mol NO 2 mol CO2 | 1 mol NO2、1 mol CO 1 mol NO、1 mol CO2 |
平衡时c(NO) /mol·L-1 | 1.5 | 3 | m |
能量变化 | 放出a kJ | 吸收b kJ | 放出c kJ |
CO或NO的转化率 | α1 | α2 | α3 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(17分)CO和H2的混合气体俗称合成气,是一种重要的工业原料气,可以在一定条件下制备甲醇,二甲醚等多种有机物。工业上利用天然气(主要成分为CH4)与水进行高温重整制备合成气。
(1) 已知:CH4、H2和CO的燃烧热分别为890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol,且1mol液态水汽化时的能量变化为44.0kJ。写出甲烷与水蒸气在高温下反应制取合成气的热化学方程式 。
(2)在一定条件下,向体积为2L的密闭容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g),测得CH4(g)和H2(g)的物质的量浓度随时间变化如下表所示:
时间/min 物质 浓度 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 |
CH4 | 0.2mol·L—1 | 0.13 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.1 mol·L—1 | 0.09 mol·L—1 |
H2 | 0 mol·L—1 | 0.2 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.3 mol·L—1 | 0.33 mol·L—1 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
燃煤废气中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等气体,常用下列方法处理,以实现节能减排、废物利用等。
(1)对燃煤废气进行脱硝处理时,常利用甲烷催化还原氮氧化物:
①CH4 (g)+4NO2(g)==4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-570 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)="=2" N2(g) +CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
则CH4 (g)+2NO2(g)="=" N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=___________。
(2)将燃煤废气中的CO2转化为甲醚的反应原理为:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)
已知在压强为a MPa下,该反应在不同温度、不同投料比时,CO2的转化率见下图:
①此反应为 (填“放热”、“吸热”);若温度不变,提高投料比[n(H2)/n(CO2)],则K将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
②若用甲醚作为燃料电池的原料,请写出在碱性介质中电池正极的电极反应式_______________________。
③在a MPa和一定温度下,将6 mol H2和2 mol CO2在2 L密闭容器中混合,当该反应达到平衡时,测得平衡混合气中CH3OCH3的体积分数约为16.7%(即1/6),此时CO2的转化率是多少?(计算结果保留2位有效数字)
④在a MPa和500K下,将10mol H2和5 mol CO2在2 L密闭容器中混合,5min达到平衡,请在答题卡的坐标图中画出H2浓度变化图。(请标出相应的数据)
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
醋酸是中学常用的一种弱酸。
(1)取0.10mol CH3COOH作导电性实验,测得其导电率随加入的水量变化如图所示:
①开始时导电率为0说明: 。
② 比较a、b点的相关性质(填“>”、“<”、“=”):n(H+):a b;c(CH3COO-):a b;完全中和时消耗NaOH的物质的量:a b;
③若b点时,溶液中c(CH3COOH)=0.10mol/L,c(H+)=1.3×10-3mol/L,则此时c(CH3COO-)约为 mol/L;计算b点时醋酸的电离平衡常数,写出计算过程 。
(2)已知:H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l) △H1="-57.3" kJ/mol
CH3COOH(aq) H+(aq) +CH3COO-(aq) △H2="+1.3" kJ/mol
写出稀醋酸与稀烧碱溶液反应的热化学方程式: 。
(3)室温下,取浓度均为0.10mol/L的醋酸与醋酸钠溶液等体积混合后,测得其pH<6,写出混合溶液中的物料守恒关系式 ;并列出其中的离子浓度大小顺序(由大到小) 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(1)某反应过程中的能量变化如图所示:
写出该反应的热化学方程式: 。
(2)0.3 mol气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5 kJ的热量,其热化学方程式为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
苯乙烯是重要的基础有机原料。工业中用乙苯(C6 H5- CH2 CH3)为原料,采用催化脱氢的方法制取苯乙烯(C6 H5- CH= CH2)的反应方程式为:
C6 H5- CH2 CH3 (g)C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) ΔH1
(1)向体积为VL的密闭容器中充入a mol乙苯,反应达到平衡状态时,平衡体系组成(物质的量分数)与温度的关系如图所示:
由图可知:在600℃时,平衡体系中苯乙烯的物质的量分数为25%,则:
① 氢气的物质的量分数为 ;乙苯的物质的量分数为 ;
② 乙苯的平衡转化率为 ;
③ 计算此温度下该反应的平衡常数(请写出计算过程)。
(2) 分析上述平衡体系组成与温度的关系图可知:△H1 0(填“>、=或<” )。
(3)已知某温度下,当压强为101.3kPa时,该反应中乙苯的平衡转化率为30%;在相同温度下,若反应体系中加入稀释剂水蒸气并保持体系总压为101.3kPa,则乙苯的平衡转化率 30%(填“>、=、<” )。
(4)已知:
3C2 H2 (g) C6 H6 (g) ΔH2
C6 H6 (g) + C2H4 (g) C6 H5- CH2CH3 (g) ΔH3
则反应3C2H2 (g)+ C2H4 (g) C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) 的ΔH= 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(16分)工业合成氨与制备硝酸一般可连续生产,流程如下:
(1)工业生产时,制取氢气的一个反应为:CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。t℃时,往10L密闭容器中充入2mol CO和3mol水蒸气。反应建立平衡后,体系中c(H2)=0.12mol·L-1。则该温度下此反应的平衡常数K= (填计算结果)。
(2)合成塔中发生反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下表为不同温度下该反应的平衡常数。由此可推知,表中T1 300℃(填“>”、“<”或“=”)。
T/℃ | T1 | 300 | T2 |
K | 1.00×107 | 2.45×105 | 1.88×103 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
随着大气污染的日趋严重,国家拟于“十二五”期间,将二氧化硫(SO2)排放量减少8%,氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前,消除大气污染有多种方法。
Ⅰ.处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1=-574kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H2
CH4(g)+2NO2 (g)=N2(g) + CO2(g)+2H2O(g) △H3=-867kJ·mol-1
则△H2= 。
Ⅱ.化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源。(1)将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一,反应为 C(s) + H2O(g)= CO(g) + H2(g),
该反应的化学平衡常数表达式为K= 。 800℃时,将1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容积为1L的容器中,发生反应:CO(g) + H2O(g) CO2(g) + H2(g),反应过程中各物质的浓度如右图t1前所示变化。若保持温度不变,t2时再向容器中充入CO、H2各1mol,平衡将 移动(填“向左”、 “向右”或“不”)。t2时,若改变反应条件,导致H2浓度发生如右图t2后所示的变化,则改变的条件可能是 (填符号)。
a加入催化剂 b降低温度 c缩小容器体积 d减少CO2的量
(2)碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染,同时又能制得氢气,具体流程如下:
①用离子方程式表示反应器中发生的反应 。
②用化学平衡移动的原理分析,在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是 。
Ⅲ.开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示:
通入a气体的电极是原电池的 (填“正”或“负”),
其电极反应式为 。
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