已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式 查看更多

 

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将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(石墨,s)+H2O(g)═CO(g)+H2(g).已知:C(石墨,s)、H2(g)和CO(g)的燃烧热分别是393.5kJ/mol、285.8kJ/mol、283.0kJ/mol;H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ/mol.
请回答下列问题:
(1)根据以上数据,写出C(石墨,s)与水蒸气反应的热化学反应方程式:
C(石墨,s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol
C(石墨,s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)△H=+131.3kJ/mol

(2)比较反应热数据可知,1mol CO(g)和1mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1mol C(石墨,s)完全燃烧放出的热量多.甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使燃烧放出更多的热量”;乙同学根据盖斯定律作出如图1所示循环图,并据此认为“煤转化为水煤气后再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”.

请评价甲、乙两同学的观点,正确的是
(填“甲”或“乙”),判断的理由是
甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量
甲同学忽略了煤转化为水煤气要吸收热量

(3)人们把拆开1mol化学键所吸收的能量看成该化学键的键能.已知:石墨、O2分子中化学键的键能分别是460.7kJ/mol、497kJ/mol,则C=O键的键能为
1136.3
1136.3
kJ/mol.
(4)炼铁高炉中可将煤转化为CO再还原铁的氧化物,已知炼铁过程中有下列热化学方程式:
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-24.8kJ/mol
②Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47.2kJ/mol
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=+640.4kJ/mol
由FeO固体得到Fe固体和CO2气体时对应的△H约为
-218.0
-218.0
kJ/mol.
(5)水煤气也是重要的有机化工原料.CO和H2在一定条件下可以合成甲醛,能满足“绿色化学”的要求,完全利用原料中的原子,实现零排放.该反应过程的能量变化如图2所示.该反应属于
吸热
吸热
(填“吸热”或“放热”)反应,该反应的△H=
反应物质的总能量-生成物的总能量
反应物质的总能量-生成物的总能量

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工业制硫酸时,利用催化氧化反应将SO2转化为SO3是一个关键步骤。

(1)某温度下,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)  △H=-197 kj/mol。开始时在10 L的密闭容器中加入4.0 mol SO2(g)和10.0 mol O2(g),当反应达到平衡时共放出197kJ的热量,该温度下的平衡常数K=    ,升高温度K将    (填“增大、减小或不变”)。

(2)一定条件下,向一带活塞的密闭容器中充入2mol SO2和1mol O2,发生下列反应:

2SO2(g)+O2(g)       2SO3(g),达到平衡后,改变下述条件,SO2、O2、SO3的平衡浓度都比原来增大的是    (填字母)。

A.恒温恒容,充入2mol SO3    B.恒温恒容,充入2mol N2

C.恒温恒压,充入1 mol SO3   D.升高温度

(3)在一密闭容器中进行下列反应:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),化学兴趣小组的同学探究了其他条件不变时,改变某一条件时对上述反应的影响,并根据实验数据作出了下列关系图。下列判断中正确的是    (填字母)。

A.图Ⅰ研究的是不同催化剂对反应的影响,且乙使用的催化剂效率较高

B.图Ⅱ研究的是压强对反应的影响,且甲的压强较高

C.图Ⅱ研究的是温度对反应的影响,且乙的温度较低

D.图Ⅲ研究的是不同催化剂对反应的影响,且甲使用的催化剂效率较高

(4)某实验小组设想如下图所示装置用电化学原理生产硫酸,写出通入SO2的电极的电极反应式:   

(5)焙烧产生的SO2可用于制硫酸。已知25℃、101 kPa时:

SO2(g)+O2(g)2SO3(g)    △H1=-197 kJ/mol;

H2O(g)=H2O(1)    △H2=-44 kJ/mol:

2SO2(g)+O2(g)+2H2O(g)=2H2SO4(1)  H3=-545 kJ/mol。

写出SO3(g)与H2O(1)反应的热化学方程式是   

(6)由硫酸可制得硫酸盐.在一定温度下,向K2SO4溶液中滴加Na2CO3溶液和BaCl2溶液,当两种沉淀共存时,SO42-和CO32-的浓度之比    。[已知该温度时,Ksp(BaSO4)=1.3x10-10,KsP(BaCO3)=5.2x10-9]。

 

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为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2,已知:2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=-566KJ/mol     2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-483.6KJ/mol  H2O(g)═H2O(l)△H=-44.0KJ/mol
(1)1mol氢气燃烧生成液态水时放出的热量为
 

(2)写出CO和 H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式
 

(3)往1L体积不变的容器中加入0.200molCO和1.00molH2O(g),在t℃时反应并达到平衡,若该反应的化学平衡常数K=1,则t℃时CO的转化率为
 
;反应达到平衡后,升高温度,此时平衡常数将
 
(填“变大”、“变小”或“不变”),平衡将向
 
(填“正”或“逆”)反应方向移动.
(4)H2是一种理想的绿色能源,可作燃料电池;若该氢氧燃料电池以KOH为电解质溶液,其负极的电极反应式是
 

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(10分)为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2,已知:2CO(g)+O2(g)==2CO2(g) △H=-566KJ/mol

2H2(g)+O2(g)==2H2O(g) △H=-483.6KJ/mol  H2O(g)== H2O(l)  △H=-44.0KJ/mol

(1)1mol氢气燃烧生成液态水时放出的热为____________

(2)写出CO和 H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式_________________________。

(3)往1L体积不变的容器中加入0.200molCO和1.00molH2O(g),在t℃时反应并达到平衡,若该反应的化学平衡常数K=1,则t℃时CO的转化率为___________;反应达到平衡后,升高温度,此时平衡常数将___________(填“变大”、“变小”或“不变”),平衡将向__________(填“正”或“逆”)反应方向移动。

(4)H2是一种理想的绿色能源,可作燃料电池;若该氢氧燃料电池以KOH为电解质溶液,其负极的电极反应式是_______________________________________________。

 

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(共17分)Ⅰ(11分)、一无色透明的溶液做如下实验:

ⅰ取少量溶液滴加盐酸酸化的BaCl2溶液,只观察到有白色沉淀生成。

ⅱ另取部分溶液加入Na2O2,有无色无味气体放出且有白色沉淀生成,加入Na2O2的量与生成沉淀的量的关系如图所示:

       试问:

(1)Cu2+、NH4+、Al3+、Mg2+、Na+、Fe3+、CO32-、K+、SO42-等离子中一定存在的离子是______________;可能存在的离子是____________;一定不存在的是___________________

(2)上述溶液至少由___________________等物质混合成。(填化学式)

Ⅱ(6分)、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·mol1

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44.0 kJ热量。

⑴写出CO燃烧的热化学方程式                                        

⑵ 2H2(g) + O2(g)== 2H2O(g)  △H=       kJ/mol

 

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