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沼气(主要成分是甲烷)是一种廉价的能源,把农村中大量存在的农作物秸秆、杂草、人畜粪便等在沼气池中发酵,便可产生沼气,沼气完全燃烧可以用来点灯、做饭。
(1)在101kPa时,32gCH4燃烧生成CO2和气态H2O,放出1604kJ的热量,写出甲烷燃烧的热化学方程式为__________________________________________________________。
(2)120℃,取CH4和过量O2的混合气体共0.4mol,点燃使其充分反应,将燃烧后的气体通过足量的碱石灰(NaOH和CaO的固体混合物)充分吸收,碱石灰增重8g。计算:原混合气体中CH4和O2的体积比是多少?


(1)CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)   ΔH=-802kJ·mol-1
(2)1:3 

解析试题分析:(1)32gCH4是2mol,因此1mol甲烷燃烧放出的热量是802kJ,所以甲烷燃烧的热化学方程式为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)  ΔH=-802kJ·mol-1
(2)设CO2的物质的量是x。碱石灰吸收的是水和CO2,即水和CO2的质量之和是8g。根据甲烷的化学式CH4可知,水的物质的量是CO2的2倍,所以有44x+18×2x=8,解得 x=0.1mol,所以根据碳原子守恒可知甲烷是0.1mol,氧气是0.3mol,体积之比是1:3 。
考点:考查热化学方程式的书写及相关计算。

练习册系列答案
相关习题

科目:高中化学 来源: 题型:填空题

硫酸盐主要来自地层矿物质,多以硫酸钙、硫酸镁的形态存在。
(1)已知:①Na2SO4(s)=Na2S(s)+2O2(g) ;  ΔH1=" +1011.0" kJ · mol-1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ;   ΔH2=-393.5 kJ · mol-1
③2C(s)+O2(g)="2CO(g)" ;ΔH3=-221.0 kJ · mol-1 
则反应④Na2SO4(s)+4C(s)=Na2S(s)+4CO(g);ΔH4=             kJ · mol-1,该反应能自发进行的原因是                              ;工业上制备Na2S不用反应①,而用反应④的理由是                                                       
(2)已知不同温度下2SO2+O22SO3的平衡常数见下表。

温度(℃)
527
758
927
平衡常数
784
1.0
0.04
 
1233℃时,CaSO4热解所得气体的主要成分是SO2和O2,而不是SO3的原因是               
(3)高温时,用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时,测得气体中含等物质的量SO2和SO3,此时反应的化学方程式是                     
②将上述反应获得的SO2通入含PtCl42-的酸性溶液,可还原出Pt,则反应的离子方程式是                            
③由MgO可制成“镁—次氯酸盐”燃料电池,其装置示意图如图,则正极的电极反应式为          

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

我国是个钢铁大国,钢铁产量为世界第一,高炉炼铁是最为普遍的炼铁方法.
I. 已知:2CO(g)+ O2(g)=2CO2(g),ΔH=-566 kJ·mol-1
2Fe(s)+ O2(g)=Fe2O3(s),ΔH=-825.5 kJ·mol-1
反应:Fe2O3(s)+ 3CO(g) 2Fe(s)+ 3CO2(g),ΔH=______ kJ·mol-1.
Ⅱ. 反应Fe2O3(s)+ CO(g)Fe(s)+ CO2(g)在1000℃的平衡常数等于4.在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol,反应经过l0min后达到平衡.
(1)CO的平衡转化率=____________.
(2)欲提高CO的平衡转化率,促进Fe2O3的转化,可采取的措施是________.
a.提高反应温度
b.增大反应体系的压强
c.选取合适的催化剂
d.及时吸收或移出部分CO2
e.粉碎矿石,使其与平衡混合气体充分接触
Ⅲ.高炉炼铁产生的废气中的CO可进行回收,使其在一定条件下和H2反应制备甲醇:
CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g).请根据图示回答下列问题:

(1)从反应开始到平衡,用H2浓度变化表示平均反应速率v(H2)=________.
(2)若在温度和容器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
反应物投入的量
反应物的
转化率
CH3OH的浓度
能量变化
(Q1、Q2、Q3均大于0)

1mol CO和2mol H2
α1
c1
放出Q1kJ热量

1mol CH3OH
α2
c2
吸收Q2kJ热量

2mol CO和4mol H2
α3
c3
放出Q3kJ热量
 
则下列关系正确的是________.
A.c1=c2
B.2Q1=Q3
C.2a1=a3
D.a1 +a2 =1
E.该反应若生成1mol CH3OH,则放出(Q1+Q2)kJ热量
(3)若在一体积可变的密闭容器中充入l molCO、2molH2和1molCH3OH,达到平衡吋测得混合气体的密度是同温同压下起始的1.6倍,则该反应向________(填“正”、“逆”)反应方向移动.
(4)甲醇可与氧气构成燃料电池,该电池用多孔的惰性电极浸入浓氢氧化钾溶液,写出该电池的负极反应式______________________.

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

从能量的变化和反应的快慢等角度研究反应:
(1)为了加快正反应速率,可以采取的措施有________(填序号,下同)。

A.使用催化剂 B.适当提高氧气的浓度
C.适当提高反应的温度 D.适当降低反应的温度
(2)已知该反应为放热反应,下图能正确表示该反应中能量变化的是________。

(3)从断键和成键的角度分析上述反应中能量的变化。
【资料】①键能:拆开1mol化学键需要吸收的能量,或是形成1mol化学键所放出的能量称为键能。
②化学键的键能:  
化学键
H—H
O=O
H—O
键能
436
496
463
 
请填写下表:
化学键
填“吸收热量”
或“放出热量”
能量变化
拆开化学键
中的化学键
_______________
_______________
中的化学键
形成化学键

_______________
_______________
总能量变化
_______________
_______________
(4)氢氧燃料电池的总反应方程式为。其中,氢气在________(填“正”或“负”)极发生________反应(填“氧化”或“还原”)。电路中每转移0.2mol电子,标准状况下消耗H2的体积是________L。

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

人们已经研制出以丙烷为燃料的新型燃料电池,电解质为熔融碳酸盐,电池总反应方程式为:C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
(1)已知:2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l)
C(s)+O2(g)=CO2(g)            
2C(s)+O2(g)=2CO(g)           
则反应C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)的△H___________________。. 
(2)该电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,则正极的电极反应式为_________________,电池工作时CO32—移向_____________极。
(3)用该电池电解1L 1 mol·L—1的AgNO3溶液,此电解池反应的化学方程式为______________________;当该电池消耗0.005molC3H8时,所得溶液的pH为__________(溶液体积变化忽略不计)

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

Ⅰ.将由Na、Ba2、Cu2、SO42、Cl组合形成的三种强电解质溶液,分别装入下图装置中的甲、乙、丙三个烧杯中进行电解,电极均为石墨电极。
接通电源,经过一段时间后,测得乙中c电极质量增加。常温下各烧杯中溶液pH与电解时间t的关系如右上图(忽略因气体溶解带来的影响)。据此回答下列问题:

(1)在甲中烧杯中滴加酚酞,   极(填a或b)附近溶液会变红。
(2)写出乙烧杯中发生反应的化学方程式           
(3)电极f上发生的电极反应式为           
(4)若经过一段时间后,测得乙烧杯中c电极质量增加了8g,要使丙烧杯中溶液恢复到原来的状态,应进行的操作是           
Ⅱ.工业上利用BaSO4制备BaCl2的工艺流程如下:

某活动小组的同学在实验室以重晶石(主要成分BaSO4)为原料,对上述工艺流程进行模拟实验。
(1)上述过程中,气体用过量NaOH溶液吸收得到Na2S。Na2S水溶液显碱性的原因是     。(用离子方程式表示)
(2)已知有关反应的热化学方程式如下:
BaSO4(s) +4C(s)4CO(g)+BaS(s) △H1 = +571.2kJ/mol      ①
C(s) +CO2(g)2CO(g)  △H2 = +172.5kJ/mol               ②
则反应BaSO4(s) +2C(s)2CO2(g) + BaS(s) △H3 =     
(3)在高温焙烧重晶石过程中必须加入过量的炭,同时还要通入空气,其目的是     

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
(l)汽车尾气净化的主要原理为:。在密闭容器中发生该反应时,c(CO2)随温度(T)、催化剂的表面积(S)和时间(t)的变化曲线,如图所示。据此判断:

①该反应的ΔH______0(选填“>”、“<”)。
②该反应的平衡常数表达式为____________________
③在T2温度下,0 ~ 2s内的平均反应速率v(N2)_______。
④当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c(CO2)在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
⑤该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是__________(填代号)。

(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如:

写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式______

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
(1)用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)=H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
写出CH4 (g)与NO2 (g)反应生成N2 (g) ,CO2(g)和H2O(l)的热化学方程 式_____________________
(2)用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为:C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO,恒温(TC)条件下反应,反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据   是_______
A.容器内CO2的浓度保持不变
B.v(N2)="2" v(NO)
C.容器内压强保持不变  
D.混合气体的密度保持不变
E.混合气体的平均相对分子质量保持不变
②在TC时.该反应的平衡常数为_______(保留两位小数);
③在30  min,改变某一条件,反应重新达到平衡,则改变的条件是_______
(3)科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为:
2CO+2NON2+2COΔH<0研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率.为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反 应速率的影响规律、某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下表中。
 
①上表中:a=_______,b=________,e=________
②请在给出的坐标图中,画出上表中实验II和实验III条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明相应的实验编号
 

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科目:高中化学 来源: 题型:填空题

直接甲醇燃料电池(DNFC)被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。

(1)101 kPa时,1 mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ/mol,则甲醇燃烧的热化学方程式为                             
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)  △H1="+49.0" kJ·mol-1
②CH3OH(g)+ O2(g)= CO2(g)+2H2(g) △H2
已知H2(g)+O2(g)=H2O(g)  △H ="-241.8" kJ·mol-1
则反应②的△H2=              kJ·mol-1
(3)甲醇燃料电池的结构示意图如右。甲醇进入  极(填“正”或“负”),正极发生的电极反应式为                                。负极发生的电极反应式为                              

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