在化学反应中,只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应,这些分子称为活化分子,使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能,其单位通常用kJ/mol表示。请认真观察右图,然后回答问题。
(l)图中所示反应是______(填“吸热”或“放热”)反应,该反应_______(填“需要”或“不需要”)加热,该反应的△H=_______(用含、的代数式表示)。
(2)已知热化学方程式:H2(g) +O2(g)═H2O(g);△H=-241.5kJ/mol,该反应的活化能为167. 4kJ/mol,则其逆反应的活化能为________________。
(3)对于同一反应,图中虚线(Ⅱ)与实线(I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快,你认为最可能的原因是_____________。
(1)放热 需要 (E2-E1) kJ/mol (2)408.9 kJ/mol (3)反应过程中使用了正催化剂
解析试题分析:(1)由图可看出:反应物的能量高,生成物的能量低,当反应物发生反应转化为生成物时多余的能量就以热能的形式释放出来。所以该反应是放热反应。由于反应物的平均能量比活化能低,反应物需要吸收能量才能变成活化分子,而发生化学反应。所以放热反应也需要吸收一定的能量才能发生。反应热为生成物与反应热的能量差。即为(E2-E1) kJ/mol(2)逆反应的活化能为生成物与活化分子的平均能量差,也就等于生成物与反应热的能量差(正反应的反应热)与正反应的活化能的和。其数值为:167. 4kJ/mol+241.5kJ/mol=408.9 kJ/mol。(3)图中虚线(Ⅱ)与实线(I)相比,活化能大大降低,活化分子的百分数增多,反应速率加快的原因是加入了正催化剂,改变了反应途径。使许多原来不能发生反应的普通分子变为活化分子,具备了反应条件而发生反应导致反应速率加快。
考点:考查催化剂对反应速率影响及反应热与发生反应的条件、与反应物和生成物能量的关系的因素等的知识。
科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(14分) 能源短缺是人类社会面临的重大问题。甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I: CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)
反应II: CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)
上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“I”或“Ⅱ”)。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
则CH3OH(l)+ O2(g) = CO(g) + 2H2O(l) ΔH=
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如下左图所示的电池装置。
① 该电池负极的电极反应为 。
② 工作一段时间后,测得溶液的pH (填增大、不变、减小)。
③用该电池作电源,组成如下右图所示装置(a、b、c、d均为石墨电极),甲容器装250mL0.04mol/LCuSO4溶液,乙容器装300mL饱和NaCl溶液,写出c电极的电极反应 ,常温下,当300mL乙溶液的pH为13时,断开电源,则在甲醇电池中消耗O2的体积为 mL(标准状况) ,电解后向甲中加入适量下列某一种物质,可以使溶液恢复到原来状态,该物质是 (填写编号) 。
A.CuO | B.CuCO3 | C.Cu(OH)2 | D.Cu2(OH)2CO3 |
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景.
(1)工业上一般采用下列两种反应合成甲醇:
反应I: CO(g)+2H2(g) CH3OH(g) ΔH1
反应II: CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+ H2O(g) ΔH2
①上述反应符合“原子经济”原则的是 (填“I”或“Ⅱ”).
②在其他条件不变得情况下,考察温度对反应II的影响,实验结果如图所示
由图中数据判断 ΔH2 0 (填“>”,“=”或“<”).
③某温度下,将2 mol CO2和6 mol H2充入2L的密闭容器中,发生反应II,达到平衡后,测得c(CO2)= 0.2 mol/L, 则此时容器中的压强为原来的 倍
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) ΔH =-1275.6 kJ/mol
② 2CO (g)+ O2(g) = 2CO2(g) ΔH =-566.0 kJ/mol
③ H2O(g) = H2O(l) ΔH =-44.0 kJ/mol
请计算1 mol甲醇不完全燃烧生成1 mol一氧化碳和液态水放出的热量为 。
(3)某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理,设计如图所示的电池装置.
①该电池负极的电极反应为
②此电池消耗甲醇1.6克时,反应中电子转移数目为
③若以此燃料电池为铅蓄电池充电,则应将图中右侧电极连接蓄电池的 (填正极或负极)
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态时,含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如下图所示:
在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol含硫产物的数据)。
(1)写出表示S8燃烧热的热化学方程式_____________________。
(2)写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式_________________________。
(3)若已知SO2中硫氧键的键能为d kJ·mol-1,O2中氧氧键的键能为e kJ·mol-1,则S8分子中硫硫键的键能为___________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。
(1)I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化,常用于定量测定CO的含量。已知:
2I2(s)+5O2(g)=2I2O5(s) △H=-75.56 kJ·mol-1
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=-566.0 kJ·mol-1
写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式: 。
(2)一定条件下,NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体:NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是 。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变
d.每消耗1molSO2的同时生成1molNO
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6,则平衡常数K= 。
(3)从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳,用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为:CO2 (g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H3
①取五份等体体积CO2和H2的的混合气体 (物质的量之比均为1:3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图所示,则上述CO2转化为甲醇反应的△H3 0(填“>”、“<”或“=”)。
②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1molCO2和3molH2,进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下左图所示。若在上述平衡体系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸气(保持温度不变),则此平衡将 移动(填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”)。
③直接甲醇燃料电池结构如上右图所示。其工作时负极电极反应式可表示为 。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
(8分)(1)肼(N2H4)是发射航天飞船常用的高能燃料。将NH3和NaClO按一定物质的量比混合反应,生成肼、NaCl和水,该反应的化学方程式是_____________________________。
(2)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢,当它们混合时,即产生大量气体,并放出大量热。已知:H2O(l)H2O(g) ΔH=" +44" kJ/mol。12.8 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气,放出256.65 kJ的热量。
①请写出液态肼与过氧化氢反应生成液态水的热化学方程式______________________。
②则16 g液态肼与足量过氧化氢反应生成液态水时放出的热量是___________________。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
用“>”、“<”或“=”填空:
(1)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),光照和点燃条件的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,ΔH1______ΔH2;
(2)相同条件下,2mol氢原子所具有的能量 1mol氢分子所具有的能量;
(3)已知常温时红磷比白磷稳定,比较下列反应中ΔH的大小:ΔH1_____ΔH2。
①4P(白磷,s) +5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1,②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2;
(4)已知:101 kPa时,2C(s) +O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,则碳的燃烧热数值 110.5 kJ·mol-1;
(5)已知:稀溶液中,H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,则浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出的热量 57.3 kJ;
(6)可逆反应:aA(气)+bB(气)cC(气)+dD(气);ΔH=Q,根据图回答:
P1 ______ P2;②(a+b)______(c+d);③t1℃______ t2℃。
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
2013年初,雾霾天气多次肆虐天津、北京等地区。其中,燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。
(1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H<0
①该反应平衡常数表达式
②若该反应在绝热、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。
已知:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol
H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式: 。
(3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL1mol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变).
①甲烷燃料电池的负极反应式: 。
②电解后溶液的pH= (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)
③阳极产生气体的体积在标准状况下是 L
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科目:高中化学 来源: 题型:填空题
SNCR-SCR是一种新型的烟气脱硝技术(除去烟气中的NOx),其流程如下:
(1)反应2NO+2CO2CO2+N2能够自发进行,则该反应的ΔH 0(填“>”或“<”)。
(2)SNCR-SCR流程中发生的主要反应有:
4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)4N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1627.2kJ?mol-1;
6NO(g)+4NH3(g)5N2(g)+6H2O(g) ΔH=-1807.0 kJ?mol-1;
6NO2(g)+8NH3(g)7N2(g)+12H2O(g) ΔH=-2659.9 kJ?mol-1;
反应N2(g)+O2(g)2NO(g)的ΔH= kJ?mol-1。
(3)NO和NH3在Ag2O催化剂表面的反应活性随温度的变化曲线见图。
①由图可以看出,脱硝工艺流程应在 (填“有氧”或“无氧”)条件下进行。
②随着反应温度的进一步升高,在有氧的条件下NO的转化率明显下降的可能原因是 。
(4)NO2也可用尿素[CO(NH2)2]还原,写出尿素与NO2反应的化学方程式: 。
(5)NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池,其原理见图11。该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y,其电极反应为 。若生成1molY,则理论上需要消耗标准状况下氧气的体积为 L。
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