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已知部分物质的燃烧热数据如表所示:
物质 燃烧热(kJ?mol-1
H2(g) 285.8
CO(g) 283.0
CH3CH2OH(l) 1365.5
葡萄糖(s) 2800
请回答下列问题:
(1)煤的气化过程中产生的有害气体H2S可用Na2CO3溶液吸收,能生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为
H2S+Na2CO3═NaHS+NaHCO3
H2S+Na2CO3═NaHS+NaHCO3

(2)利用煤的气化产物CO和H2可以合成乙醇,则2CO(g)+4H2(g)?CH3CH2OH(l)+H2O(l)的△H=
-343.7kJ/mol
-343.7kJ/mol

(3)化学需氧量(COD)是重要的水质指标,其数值表示将1L水中的有机物氧化为CO2、H2O时所需消耗的氧气的质量.科学家设想利用微生物燃料电池来处理某些污水,并进行发电,该设想已经在实验室中获得成功.但如果1L废水中有机物(折算成葡萄糖)被氧化提供的化学能低于5.6kJ,就没有发电的必要.则下列污水中,不适合用于微生物燃料电池发电的是
CE
CE
(填序号).
序号 A B C D E
污水类型 生活污水 印染 电镀 造纸 硫酸工业废水
COD值(mg/L) 520 870 20 960 120
分析:(1)H2S可用Na2CO3溶液吸收,能生成两种酸式盐,依据硫化氢是二元酸,碳酸根离子为二元弱酸的酸根,所以生成的两种酸式盐为NaHS、NaHCO3,配平书写化学方程式;
(2)依据热化学方程式和盖斯定律计算得到,利用热化学方程式计算得到所需热化学方程式得到反应的焓变;
(3)化学需氧量(COD)是重要的水质指标,其数值表示将1L水中的有机物氧化为CO2、H2O时所需消耗的氧气的质量,依据化学需氧量含义计算有机物被氧化提供的化学能结合葡萄糖的氧化反应的热化学方程式计算需氧量,对比表中数据分析判断;
解答:解:(1)煤的气化过程中产生的有害气体H2S可用Na2CO3溶液吸收,能生成两种酸式盐,说明反应产物为硫氢化钠和碳酸氢钠,反应的化学方程式为:H2S+Na2CO3═NaHS+NaHCO3
故答案为:H2S+Na2CO3═NaHS+NaHCO3
(2)由3种物质的燃烧热数据写出相应的热化学方程式;
①2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-571.6kJ/mol,
②2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566.0kJ/mol,
③CH3CH2OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1365.5kJ/mol
依据盖斯定律①×2+②-③得到  2CO(g)+4H2(g)?CH3CH2OH(l)+H2O(l)的△H=-343.7kJ/mol;
故答案为:-343.7kJ/mol;
(3)依据题意写出葡萄糖氧化分解的热化学方程式为C6H12O6(s)+6O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H=-2800kJ/mol,则氧化提供的化学能等于5.6KJ时所需引起的质量m(O2)=
32g/mol×6×5.6kJ
2800kJ/mol
=0.384g,相当于384mg,由此可知选项CE符合题意;
故答案为:CE.
点评:本题考查了热化学方程式和盖斯定律的计算应用,依据化学方程式计算反应热,结合图表数据分析判断应用,题目难度中等.
练习册系列答案
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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

科学家一直致力研究常温、常压下“人工固氮”的新方法.曾有实验报道:在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应,生成的主要产物为NH3,反应的化学方程式如下:N2(g)+3H2O(l)?2NH3(g)+O2(g).回答下列问题:
(1)进一步研究NH3生成量与温度的关系,部分实验数据见下表(光照、N2压力1.0×105Pa、反应时间3h),则该反应的正反应为
吸热
吸热
反应(填“吸热”或“放热”)
T/K 303 313 323
NH3生成量/(10-6mol) 4.8 5.9 6.0
(2)与目前广泛使用的工业合成氨方法相比,该方法中固氮反应速率慢.请提出可提高其反应速率且增大NH3生成量的建议:
升高温度、增大N2的浓度
升高温度、增大N2的浓度

(3)合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得.甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g).部分物质的燃烧热数据如下:
H2(g):△H=-285.8kJ?mol-1
CO(g):△H=-283.0kJ?mol-1
CH4(g):△H=-890.3kJ?mol-1
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0kJ热量.写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1 kJ?mol-1
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1 kJ?mol-1

(4)有人设想寻求适合的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl--NH4Cl为电解质溶液制成新型燃料电池,请写出该电极的正极反应式
N2+8H++6e-=2NH4+
N2+8H++6e-=2NH4+

(5)生成的NH3可用于制铵态氮肥,如(NH42SO4、NH4Cl,这些肥料显
性,原因是(用离子方程式表示)
NH4++H2ONH3H2O+H+
NH4++H2ONH3H2O+H+
,使用时避免与
碱性
碱性
物质合施.

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响.合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2(((NH3(g)△H=-92.2kJ/mol.合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得.

(1)在一容积固定的密闭容器中注入N2和H2两种气体,发生上述反应.在某温度下达到平衡时各物质的浓度分别为c(H2)=9.00mol/L,c(N2)=3.00mol/L,c(NH3)=4.00mol/L,此温度下该反应的平衡常数为
7.32×10-3
7.32×10-3

(2)三个相同容器中各充入1molN2和3molH2,在不同条件下反应并达到平衡,氨的体积分数随时间的变化如图所示.下列说法正确的是
D
D
(填序号).
A.图I可能是不同压强对反应的影响,且P2>P1
B.图Ⅱ可能是不同压强对反应的影响,且P1>P2
C.图Ⅲ可能是不同温度对反应的影响,且T1>T2
D.图Ⅱ一定是在同温同压下不同催化剂对反应的影响,且催化剂效果1>2
(3)将水蒸气通过红热的炭即产生水蒸气,化学方程式为:C(s)+H2O(g) H2(g)+CO(g)△H=+131.3kJ,△S=+133.7J/K该反应在低温下能否自发
(填:能或否).
(4)甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g).部分物质的燃烧热数据如下表:
物  质 燃烧热(kJ?mol-1
H2(g) -285.8
CO(g) -283.0
CH4(g) -890.3
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0kJ热量.写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1

(5)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料,以N2、H2为电极反应物,以HCl-NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池.请写出该电池的正极反应式
N2+6e-+8H+=2NH4+
N2+6e-+8H+=2NH4+

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

合成氨生产技术的创立开辟了人工固氮的途径,对化学工业技术也产生了重大影响.合成氨反应的化学方程式为:N2(g)+3H2(g)?3NH3(g),△H=-92.2kJ/mol.合成氨工业中原料气N2可从空气中分离得到,H2可用甲烷在高温下与水蒸气反应制得.我国合成氨工业目前的生产条件为:催化剂-铁触媒,温度-400~500℃,压强-30~50MPa.回答下列问题:
(1)合成氨工业中原料气压缩到30~50MPa的原因是
加压有利于平衡正向移动,提高原料气的转化率
加压有利于平衡正向移动,提高原料气的转化率
.从平衡移动原理分析,低温有利于原料气的转化,实际生产中采用400~500℃的高温,原因之一是考虑到催化剂的催化活性,原因之二是
增加反应速率,缩短达到平衡的时间
增加反应速率,缩短达到平衡的时间

(2)500℃、50MPa时,在容积为VL的容器中加入n mol N2、3n mol H2,反应达平衡后测得平衡常数为K1,此时N2的转化率为x.则K和x的关系满足K=
4xV2
27n2(1-x)4
4xV2
27n2(1-x)4
.若温度为400℃,平衡常数为K2,则K1
K2(填“<”、“=”或“>”)
(3)甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g).部分物质的燃烧热数据如下表:
物  质 燃烧热(kJ?mol-1
H2(g) -285.8
CO(g) -283.0
CH4(g) -890.3
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0kJ热量.
①写出CO燃烧的热化学方程式
CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ?mol-1
CO(g)+
1
2
O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ?mol-1

②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=
-483.6
-483.6
kJ/mol.

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科目:高中化学 来源: 题型:

利用焦炭或天然气制取廉价的CO和H2,再用于氨合成和有机合成是目前工业生产的重要途径.回答下列问题:
(1)甲烷在高温下与水蒸气反应的化学方程式为:CH4+H2O=CO+3H2.部分物质的燃烧热数据如表:
物  质 燃烧热(kJ?mol-1
H2(g) -285.8
CO(g) -283.0
CH4(g) -890.3
已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0kJ热量.写出CH4和水蒸气在高温下反应的热化学方程式
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1
CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206.1kJ?mol-1

(2)500℃、50MPa时,在容积为V L的容器中加入1mol N2、3mol H2,,此时N2的转化率为a.则平衡时NH3的浓度为
2a
V
mol/L
2a
V
mol/L

(3)1,3-丙二醇是重要的化工原料,用乙烯合成1,3-丙二醇的路线如下:

某化工厂已购得乙烯11.2t,考虑到原料的充分利用,反应②、③所需的CO和H2可由以下两个反应获得:
C+H2O
 高温 
.
 
CO+H2     CH4+H2O
 高温 
.
 
CO+3H2
假设在生产过程中,反应①、②、③中各有机物的转化率均为100%.且反应②中CO和H2、反应③中H2的转化率都为80%,计算至少需要焦炭
3.0
3.0
吨、甲烷
4.0
4.0
吨,才能满足生产需要.

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