中國政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。
(1)有效減碳的手段之一是節能,下列制氫方法最節能的是 。
A.電解水制氫:2H2O
2H2↑+O2↑
B.高溫使水分解制氫:2H2O
2H2↑+O2↑
C.太陽光催化分解水制氫:2H2O
2H2↑+O2↑
D.天然氣制氫:CH4+H2O
CO+3H2
(2)CO2可轉化成有機物實現碳循環。在體積為1 L的密閉容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,一定條件下反應:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH="-49.0" kJ/mol,測得CO2和CH3OH(g)的濃度隨時間變化如圖所示。![]()
①從3 min到9 min,v(H2)= mol/(L·min)。
②能說明上述反應達到平衡狀態的是 (填編號)。
A.反應中CO2與CH3OH的物質的量濃度之比為1∶1(即圖中交叉點)
B.混合氣體的密度不隨時間的變化而變化
C.單位時間內消耗3 mol H2,同時生成1 mol H2O
D.CO2的體積分數在混合氣體中保持不變
(3)工業上,CH3OH也可由CO和H2合成。參考合成反應CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)的平衡常數:
| 溫度/℃ | 0 | 100 | 200 | 300 | 400 |
| 平衡常數 | 667 | 13 | 1.9×1 | 2.4×1 | 1×1 |
科目:高中化學 來源: 題型:填空題
在一個小燒杯里加入約20 g已研磨成粉末的氫氧化鋇晶體[Ba(OH)2·8H2O],將小燒杯放在事先已滴有3~4滴水的玻璃片上,然后向燒杯內加入約10 g氯化銨晶體,并立即用玻璃棒迅速攪拌。試回答下列問題:
(1)寫出反應的化學方程式: _____________________________。
(2)實驗中要立即用玻璃棒迅速攪拌的原因是_____________________________。
(3)如果實驗中沒有看到“結冰”現象,可能的原因是(答出三個或三個以上原因)__________________________ _____________。
(4)如果沒有看到“結冰”現象,我們還可以采取哪些方式來說明該反應吸熱?
_______________________________________(答出兩種方案)。
(5)“結冰”現象說明該反應是一個________(填“放出”或“吸收”)能量的反應。即斷開舊化學鍵________(填“吸收”或“放出”)的能量________(填“>”或“<”)形成新化學鍵________(填“吸收”或“放出”)的能量。
(6)該反應在常溫下就可進行,說明_________________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
CH4、H2、C都是優質的能源物質,它們燃燒的熱化學方程式為:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1,
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1,
③C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1。
(1)在深海中存在一種甲烷細菌,它們依靠酶使甲烷與O2作用產生的能量存活,甲烷細菌使1 mol甲烷生成CO2氣體與液態水,放出的能量________(填“>”“<”或“=”)890.3 kJ。
(2)甲烷與CO2可用于合成合成氣(主要成分是一氧化碳和氫氣):CH4+CO2=2CO+2H2,1 g CH4完全反應可釋放15.46 kJ的熱量,則:
①下圖能表示該反應過程中能量變化的是________(填字母)。![]()
②若將物質的量均為1 mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中,體系放出的熱量隨著時間的變化如圖所示,則CH4的轉化率為________。![]()
(3)C(s)與H2(g)不反應,所以C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反應熱無法直接測量,但通過上述反應可求出,C(s)+2H2(g)=CH4(g)的反應熱ΔH=________。
(4)目前對于上述三種物質的研究是燃料研究的重點,下列關于上述三種物質的研究方向中可行的是________(填字母)。
| A.尋找優質催化劑,使CO2與H2O反應生成CH4與O2,并放出熱量 |
| B.尋找優質催化劑,在常溫常壓下使CO2分解生成碳與O2 |
| C.尋找優質催化劑,利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣(CO、H2) |
| D.將固態碳合成為C60,以C60作為燃料 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
氮元素的氫化物和氧化物在工業生產和國防建設中都有廣泛應用,回答下列問題:
(1)氮元素原子的L層電子數為________;
(2)肼可作為火箭發動機的燃料,與氧化劑N2O4反應生成N2和水蒸氣。
已知:①N2(g)+2O2(g)=N2O4(l)
ΔH1=-19.5 kJ·mol-1
②N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)
ΔH2=-534.2 kJ·mol-1
寫出肼和N2O4反應的熱化學方程式________________________;
(3)已知H2O(l)=H2O(g) ΔH3=+44 kJ·mol-1,則表示肼燃燒熱的熱化學方程式為________________________。
(4)肼—空氣燃料電池是一種堿性電池,該電池放電時,負極的反應式為________________________。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(1)已知: C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH2=+131.3 kJ/mol
則反應CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= ____ ___kJ/mol。
(2)在一恒容的密閉容器中,由CO和H2合成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH
①下列情形不能說明該反應已達到平衡狀態的是_______(填序號)。
A.每消耗1 mol CO的同時生成2molH2
B.混合氣體總物質的量不變
C.生成CH3OH的速率與消耗CO的速率相等
D.CH3OH、CO、H2的濃度都不再發生變化
②CO的平衡轉化率(α)與溫度、壓強的關系如圖所示。A、B兩點的平衡常數K(A)_______K(B)(填“>”、“=”或“<”,下同);由圖判斷ΔH _____0。![]()
③某溫度下,將2.0 mol CO和6.0 molH2充入2 L的密閉容器中,充分反應后,達到平衡時測得c(CO)="0.25" mol/L,則CO的轉化率= ,此溫度下的平衡常數K= (保留二位有效數字)。
(3)工作溫度650℃的熔融鹽燃料電池,用煤炭氣(CO、H2)作負極反應物,空氣與CO2的混合氣體為正極反應物,催化劑鎳作電極,用一定比例的Li2CO3和Na2CO3低熔點混合物作電解質。負極的電極反應式為:CO+H2-4e-+2CO32-=3CO2+H2O;則該電池的正極反應式為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
(1)已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
H2(g)=H2(l) ΔH=-0.92 kJ·mol-1
O2(g)=O2(l) ΔH=-6.84 kJ·mol-1
H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1
請寫出液氫和液氧反應生成氣態水的熱化學方程式:__________________________
電解質溶液為KOH溶液的氫氧燃料電池,其負極的電極反應式為____________________________________。
(2)如圖表示373 K時,反應A(g)
2B(g)在前110 s內的反應進程。![]()
①此反應的平衡常數表達式K=________。
②373 K時反應進行到70 s時,改變的條件可能是________,反應進行到90 s時,改變的條件可能是________。
| A.加入催化劑 | B.擴大容器體積 | C.升高溫度 | D.增大A的濃度 |
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
到目前為止,由化學能轉變為熱能或電能仍然是人類使用最主要的能源。
(1)化學反應中放出的熱能(焓變,ΔH)與反應物和生成物在反應過程中斷鍵和形成新鍵過程中吸收和放出能量的大小有關。
已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-185 kJ/mol,斷裂1 mol H—H鍵吸收的能量為436 kJ,斷裂1 mol Cl—Cl鍵吸收的能量為247 kJ,則形成1 mol H—Cl鍵放出的能量為 。
(2)燃料燃燒將其所含的化學能轉變為我們所需要的熱能。已知:
①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1
②C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1
標準狀況下22.4 L氫氣和甲烷的混合氣體在足量的氧氣中充分燃燒反應放出588.05 kJ的熱量,原混合氣體中氫氣的質量是 。根據以上三個熱化學方程式,計算C(s,石墨)+2H2(g)=CH4(g)的反應熱ΔH為 。
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科目:高中化學 來源: 題型:填空題
由于溫室效應和資源短缺等問題,如何降低大氣中的CO2含量并加以開發利用,引起了各國的普遍重視。目前工業上有一種方法是用CO2生產燃料甲醇。一定條件下發生反應:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g),如圖表示該反應進行過程中能量(單位為kJ·mol-1)的變化。![]()
(1)關于該反應的下列說法中,其△H 0。(填“大于”、“小于”或“等于”), 且在 (填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應自發進行。
(2)該反應平衡常數K的表達式為 。
(3)溫度降低,平衡常數K (填“增大”、“不變”或“減小”)。
(4)若為兩個容積相同的密閉容器,現向甲容器中充入1 mol CO2(g)和3 molH2(g),乙容器中充入1mol CH3OH(g)和1 mol H2O(g),在相同的溫度下進行反應,達到平衡時,甲容器內n(CH3OH) (填“大于”“小于”或“等于”)乙容器內n(CH3OH)。
(5)已知:CO(g)+2H2(g) = CH3OH (g) △H=" -116" kJ?mol-1;CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H="-283" kJ?mol-1;H2 (g)+1/2O2(g)=H2O(g) △H="-242" kJ?mol-1 ,寫出CH3OH燃燒生成CO2和水蒸氣的熱化學方程式______________________________________。
(6)以甲醇和氧氣為燃料,氫氧化鉀溶液為電解質溶液構成電池。
①負極的電極反應式為 。
②若以石墨為電極,電解硫酸銅溶液,寫出電解的總反應方程式 。若以此燃料電池電解200 mL 0.8mol/L的硫酸銅溶液,當消耗1.6甲醇時,在陰極會析出 g銅。
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