钢铁生产中的尾气易造成环境污染,清洁生产工艺可消减污染源并充分利用资源。已知:
①3Fe2O2(s)+CO(g)2Fe3O2(s)+CO2(g) △H=—47kJ/mol
②Fe3O3(s)+3CO(g) 2Fe(s)+3CO2(g) △H=—25kJ/mol
③Fe3O\4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) △H=+19kJ/mol
(1)试计算反应:FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g)的△H= 。已知1092℃该反应的平衡常数为0.357,则1200℃时该反应的平衡常数 0.357(填“>”“=”或“<”),在1L的密闭容器中,投入7.2gFeO和0.1molCO2加热到1092℃并保持该温度,反应达平衡后,气相中CO气体所占的体积分数为 。
(2)炼钢尾气净化后,可直接作熔融碳酸盐燃料电池(工作原理如右图)的燃料,则负极的电极反应为 。
(3)转炉炼钢,尾气中CO体积分数达58%—70%,某钢厂先用NaOH吸收CO生成甲酸钠,再吸收SO2生成保险粉(Na2S2O3),试写出甲酸钠和氢氧化钠混合溶液与SO2生成保险粉同时生成二氧化碳的化学方程式 。
(4)在550—650℃时,尾气烟尘中的Fe2O3与CO及H2气体可用于合成炼钢原料Fe3C,该反应的化学方程式为 。
(5)目前我国大多数企业是将CO转换为H2,然后用H2与N2反应合成氮,若收集到3360m2尾气,其中CO体积分数为60%,由于循环操作,假定各步转化率均为100%,理论上可获得NH3 1。
2SO2(g)+O2(g) =2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1molSO2(g)
氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示 、 ,E的大小对该反应的反应热有无影响? 。该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点升高还是降低? ,理由是 ;
(2)图中△H = KJ·mol-1;
(3)V2O5的催化循环机理可能为:V2O5氧化SO2时,身被还原为四价钒化合物;四价钒化合物
再被氧气氧化。写出该催化循环机理的化学方程式 ;
(4)如果反应速率υ(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1,则υ(O2)= mol·L-1·min-1、υ(SO3)= mol·L-1·min-1;
(5)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1,则由S(s)生成3 molSO3(g)的△H = 。
(4分)依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
(1)在25℃、101kPa下,1g乙醇燃烧生成CO2和液态水时放热29.7kJ。则表示乙
醇燃烧热的热化学方程式为_____________________________。
(2)已知拆开1mol H-H键,1molN-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、
391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为________________
《化学反应原理》
(1)本题列举的四个选项是4位同学在学习“化学反应速率和化学平衡”专题后,联系工业生产实际所发表的观点,你认为不正确的是 ( )
A.化学反应速率理论是研究怎样在一定时间内快出产品
B.化学平衡理论是研究怎样使用有限原料多出产品
C.化学反应速率理论是研究怎样提高原料转化率
D.化学平衡理论是研究怎样使原料尽可能多地转化为产品
(2)热化学方程式C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);△H =+131.3kJ/mol表示( )
A.碳和水反应吸热131.3kJ
B.1mol固态碳和1mol水蒸气反应生成一氧化碳气体和氢气,并吸热131.3kJ
C.1mol碳和1mol水反应生成一氧化碳和氢气并吸热131.3kJ
D.1个固态碳原子和1分子水蒸气反应吸热131.1kJ
(3)银锌电池广泛用做各种电子仪器的电源,其电极分别是Ag2O和锌,电解液为KOH溶液。工作时原电池的总反应是:Ag2O+Zn+H2O===2Ag+Zn(OH)2,根据上述变化判断:
①原电池的正极是___ __。
②工作时原电池两极反应式为:
负极__________ __ ___,正极__________ ____
③工作时原电池负极附近的pH值________(填“增大”、“不变”、“减小”)
臭氧可用于净化空气,饮用水消毒,处理工业废物和作为漂白剂。
(1)臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如6Ag(s)+Os(g)=3Ag2O(s);
△H= 一235.8kJ·mol-1,已知2Ag2O(s)=4Ag(s)+O2(g);△H=+62.2kJ·mol-1,则O3转化为O2的热化学方程式为 。
(2)臭氧在水中易分解,臭氧的浓度减少一半所需的时间如下图所示。
pH增大能加速O3分解,表明对O3分解起催化作用的是 。
(3)电解法臭氧发生器具有臭氧浓度高、成分纯净、在水中溶解度高的优势,在医疗、食品加工与养殖业及家庭方面具有广泛应用前景。科学家P.Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。臭氧在阳极周围的水中产生,其电极反应式为 ;阴极附近的氧气则生成过氧化氢,其电极反应式为 。
(4)为测定大气中臭氧(03)含量,将0℃、1.01 × 105Pa的空气VL慢慢通过足量KI溶液,使臭氧完全反应;然后将所得溶液用amL cmol·L。的Na2S2O2溶液进行滴定恰好到达终点。
①O3与Ⅺ溶液反应生成两种单质,则反应的化学方程式 。
②空气中臭氧的体积分数为 。
(已知:2Na2S2+12=Na2S406+2NaI)
能量是一个世界性的话题,如何充分利用能量、开发新能源,为人类服务是广大科技工作者不懈努力的目标。
(1)如图所示,组成一个原电池.
①当电解质溶液为稀硫酸时:
Cu电极是_____(填“正”或“负”)极,其电极反应为____;
②当电解质溶液为浓硝酸时:
Cu电极是_____极,其电极反应为__________。
(2)请写出电解硫酸铜溶液的总化学方程式 。
(3)燃烧氢气时耗氧量小,放出热量多。已知4g H2燃烧生成液态水时放热为571.6kJ,试写出表示H2燃烧热的热化学方程式为: 。
(4)下图是一碳酸盐燃料电池(MCFC),以水煤气(CO、H2)为燃料,一定比例Li2CO3和Na2CO3低熔混合物为电解质。写出B极发生的电极反应式: 。
(5)请根据下面所给出的5个热化学方程式,判断反应④的反应热ΔH4是________。
①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH1=-176 kJ·mol-1
②NH3(g)+H2O(l)===NH3·H2O(aq) ΔH2=-35.1 kJ·mol-1
③HCl(g)+H2O(l)===HCl(aq) ΔH3=-72.3 kJ·mol-1
④NH4Cl(s)+H2O(l)===NH4Cl(aq) ΔH4=?
⑤NH3·H2O(aq)+HCl(aq)===NH4Cl(aq)+H2O(l) ΔH5=-52.3 kJ·mol-1
(6分)(1)P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH=-2983.2kJ/mol
(2)P(红磷,s)+5/4O2(g)=1/4 P4O10(s) ΔH=-738.5kJ/mol
则白磷转化为红磷的热化学方程式为___________________。相同状况下,能量较低的是______;红磷的稳定性比白磷____
(4分)氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8KJ,已知氢气中H-H键能为436kJ/mol,氧气分子O=O键能为498 kJ/mol,则水分子中O-H键的键能为 kJ/mol 。若1 g水蒸气转化成液态水时放热2.5 kJ,则反应H2(g) + 1/2O2(g) == H2O(l)的△H= kJ/mol
化学键的键能是原子间形成1 mol化学键(或其逆过程)时释放(或吸收)的能量。以下是部分共价键键能的数据:
H—S:364 kJ·mol-1,S—S:266 kJ·mol-1,S===O:522 kJ·mol-1,
H—O:464 kJ·mol-1。
(1)试根据这些数据计算下面这个反应的反应热:
2H2S(g)+SO2(g)=3S(s)+2H2O(l) ΔH=-Q kJ·mol-1,反应产物中的S实为S8,实际分子是8元环状分子(提示:由8molS形成8mol S—S可推知平均1molS含有的S—S,然后计算),则Q=_________。
(2)标准状况下,将a L H2S与b L SO2混合进行上述反应,当a>2b时,反应放热____________kJ·mol-1;当a<2b时,反应放热____________kJ·mol-1。
(3)又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44 kJ·mol-1请写出(1)中反应若生成气态水时的热化学方程式 。
2SO2(g)+ O2(g) 2SO3(g) △H =" a" kJ?mol-1,反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)完全转化为1mol SO3(g)放热99kJ。请回答:
⑴图中A点表示_______________________,a=__________。
⑵Ea的大小对该反应的△H _______(填“有”或“无”)影响。该反应常用V2O5作催化剂,加入V2O5会使图中B点_________(填“升高”、“降低”或“不变”)。
在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量的N2和水蒸气,并放出大量热。已知0.4mol液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65kJ的热量。
(1)写出该反应的热化学方程式__________________________________________。
(2)已知H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol-1,则16 g液态肼和足量H2O2反应,生成氮气和液态水时,放出的热量是________kJ。
(3)上述反应应用于火箭推进剂,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是________________________。
(4)已知N2(g)+2O2(g)="2" NO2(g) △H="+67.7" kJ·mol-1, N2H4(g)+O2(g)= N2(g)+2H2O (g) △H="-534" kJ·mol-1,根据盖斯定律写出肼与NO2完全反应生成氮气和气态水的热化学方程式______________________ ____。
(1) 家用液化气的主要成分之一是丁烷,当58g丁烷完全燃烧并生成二氧化碳和液态水时,放出热量为2900kJ,试写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式:
(2)稀盐酸和NaOH稀溶液反应生成1mol水放热57.3KJ, 该反应的热化学方程式为
(I)已知:在298 K、1.01KPa下,由稳定的单质发生反应生成1 mol气态化合物的反应热叫该化合物的生成热(ΔH).如图所示为氧族元素氢化物a、b、c、d的生成热数据示意图.试回答下列问题:
请你归纳出
(I)非金属元素氢化物的稳定性与其反应热ΔH的关系____________;
写出硒化氢在298 K、1.01KPa下,发生分解反应的反应热△H =______ KJ/mol。
(II)已知:拆开1mol Si—Si键,1mol O=O键,1mol Si—O键分别需要的能量是AkJ、BkJ、CkJ,则硅与氧气反应生成1molSiO2的反应热△H ="=" KJ/mol。
(III)一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丁烷气体;电解质是掺杂氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在熔融状态下能传导O2-。写出该燃料电池的电极反应:
负极: 正极:
(12分)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。高炉内可能发生如下反应:
C(s)+O2(g) = CO2(g) △H1=-393.5 kJ·mol—1 ①
C(s)+CO2(g) = 2CO(g) △H2=+172.5 kJ·mol—1 ②
4CO(g)+Fe3O4(s) = 4CO2(g)+3Fe(s) △H3=-13.7 kJ·mol—1 ③
请回答下列问题:
⑴计算3Fe(s)+2O2(g) = Fe3O4(s)的△H=___________________。
⑵800℃时,C(s)+CO2(g)2CO(g)的平衡常数K=1.64,相同条件下测得高炉内c(CO)=0.20 mol·L-1、c(CO2)=0.05 mol·L-1,此时反应向_______(填“正”或“逆”)方向进行。
⑶某种矿石中铁元素以氧化物FemOn形式存在,现进行如下实验:将少量铁矿石样品粉碎,称取25.0 g样品于烧杯中,加入稀硫酸充分溶解,并不断加热、搅拌,滤去不溶物。向所得滤液中加入10.0 g铜粉充分反应后过滤、洗涤、干燥得剩余固体3.6 g。剩下滤液用浓度为2 mol·L-1的酸性KMnO4滴定,至终点时消耗KMnO4溶液体积25.0 mL。
提示:2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+ 8H++MnO4-+5Fe2+=Mn2++5Fe3++4H2O
①计算该铁矿石中铁元素的质量分数。(请写出必要的解题步骤)
②计算氧化物FemOn的化学式(m、n为正整数)(请写出必要的解题步骤)