题目列表(包括答案和解析)
(17分)化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。
(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观象冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧和水汽化的热化学方程式为:
CH4(g)+2O?2(g)=CO2(g)+2H2O(g)△H=-802.3kJ?mol-1
H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ?mol-1
则356g“可燃冰”(分子式为CH4?9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水,放出的热量为 。
(2)熔融盐燃料电池具有很高的发电效率,因而受到重视,可用Li2CO3和Na2CO3的熔融盐混合物作电解质,CO为负极燃气,空气与CO2的混合气体为正极助燃气,制得在650℃下工作的燃料电池,完成有关的电池反应式:正极反应式:
O2+2CO2+4e-=2CO2-3,负极反应式 。
(3)已知一氧化碳与水蒸气的反应为:
CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)
①T℃时,在一定体积的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应并保持温度不变,各物质浓度随时间变化如下表:
T℃时物质的浓度(mol/L)变化
时间/min | CO(g) | H2O(g) | CO2(g) | H2(g) |
0 | 0.200 | 0.300 | 0 | 0 |
2 | 0.138 | 0.238 | 0.062 | 0.062 |
3 | 0.100 | 0.200 | 0.100 | 0.100 |
4 | 0.100 | 0.200 | 0.100 | 0.100 |
5 | 0.116 | 0.216 | 0.084 | c1 |
6 | 0.096 | 0.266 | 0.104 | c2 |
第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时,改变某一条件后测得的。第4~5min之间,改变的条件是 。T℃时该化学反应的平衡常数是 。
②已知420℃时,该化学反应的平衡常数为9,如果反应开始时,CO(g)和H2O(g)的浓度都是0.01mol/L,则CO在此条件下的转化率为 。
③397℃时,该反应的化学平衡常数为12,请判断该反应的△H 0(填“>、=、<”)。
(4)燃料电池中产生的CO2气体可以用碱液吸水得到Na2CO3和NaHCO3。常温下向20mL0.1mol/LNa2CO3溶液中逐滴加入0.1mol/HCl溶液40mL,溶液中含碳元素的各种微粒(CO2因逸出未画出)物质的量分数(纵轴)随溶液pH变化的部分情况如下图所示。根据图象回答下列问题:
①在同一溶液中,H2CO3、HCO-3、CO2-3(填:“能”或“不能”) 大量共存。②当pH=7时溶液中含碳元素的主要微粒为 ,此时溶液中c(HCO-3) c(Na+)(填“>、=、<”)。
在1×105Pa和298K时,将拆开1mol共价键所需要的能量称为键能(kJ·mol-1)。下面是一些共价键的键能:
共价键 |
H-H |
N≡N |
N-H |
键能(kJ·mol-1) |
436 |
945 |
391 |
(1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应:N2+3H22NH3是___________(填“吸热”或“放热”)反应;
(2)在298K时,取1mol氮气和3mol氢气放入一密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,若氮气和氢气完全反应,理论上放出或吸收的热量为Q1,则Q1为__________;
(3)实际生产中,放出或吸收的热量为Q2,Q1与Q2比较,正确的是 ( )
A. Q1>Q2 B. Q1<Q2 C. Q1=Q2
如此选择的理由_________________________________________________;
⑷.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充人1mol N2和3mol H2,在一定条件下使该反应发生:N2+3H22NH3。下列有关说法正确的是_______________________.
A.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零。
B.当符合:3u正(N2)=u正(H2)时,反应达到平衡状态。
C.达到化学平衡时,单位时间消耗amolN2,同时生成3amolH2
D.反应达到平衡状态,最多可生成氨2 mol。
E. 工业合成氨,我们希望提高反应物的转化率并加快反应速率。
F.氨分子内形成氢键,使氨的沸点升高.
G.氮分子的分子间作用力大,使氮分子化学性质很稳定.
H.氢能源属于化石能源.
在1×105Pa和298K时,将拆开1mol共价键所需要的能量称为键能(kJ·mol-1)。下面是一些共价键的键能:
共价键 | H-H | N≡N | N-H |
键能(kJ·mol-1) | 436 | 945 | 391 |
(1)根据上表中的数据判断工业合成氨的反应:N2+3H22NH3是___________(填“吸热”或“放热”)反应;
(2)在298K时,取1mol氮气和3mol氢气放入一密闭容器中,在催化剂存在下进行反应,若氮气和氢气完全反应,理论上放出或吸收的热量为Q1,则Q1为__________;
(3)实际生产中,放出或吸收的热量为Q2,Q1与Q2比较,正确的是 ( )
A. Q1>Q2 B.Q1<Q2 C. Q1=Q2
如此选择的理由_________________________________________________;
⑷.哈伯因发明了由氮气和氢气合成氨气的方法而获得1918年诺贝尔化学奖。现向一密闭容器中充人1mol N2和3mol H2,在一定条件下使该反应发生:N2+3H22NH3。下列有关说法正确的是_______________________.
A.达到化学平衡时,正反应和逆反应的速率都为零。
B.当符合:3u正(N2)=u正(H2)时,反应达到平衡状态。
C.达到化学平衡时,单位时间消耗amolN2,同时生成3amolH2
D.反应达到平衡状态,最多可生成氨2mol。
E. 工业合成氨,我们希望提高反应物的转化率并加快反应速率。
F.氨分子内形成氢键,使氨的沸点升高.
G.氮分子的分子间作用力大,使氮分子化学性质很稳定.
H.氢能源属于化石能源.
在1×105Pa和298K时,将拆开1mol共价键所需要的能量称为键能(kJ·mol-1)。下面是一些共价键的键能:
共价键 | H-H | N≡N | N-H |
键能(kJ·mol-1) | 436 | 945 | 391 |
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