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)
(10分)⑴肼(N2H4)又称联氨,是一种可燃性的液体,可用作火箭燃料。已知在101kPa时,32.0gN2H4在氧气中完全燃烧生成氮气,放出热量624kJ(25℃时),N2H4完全燃烧反应的热化学方程式是 。
⑵肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池,电解质溶液是20%~30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时:正极的电极反应式是 。
负极的电极反应式是 。
⑶右图是一个电化学过程示意图。
① 锌片上发生的电极反应是 。
②假设使用肼—空气燃料电池作为本过程中的电源,铜片的质量变
化128g,则肼一空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气 L
(假设空气中氧气体积含量为20%)
⑷传统制备肼的方法,是以NaClO氧化NH3,制得肼的稀溶液。该反
应的离子方程式 。
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
(1)肼(N2H4)和NO2是一种双组分火箭推进剂。两种物质混合发生反应生成N2和H2O(g),已知8g气体肼在上述反应中放出142kJ热量,其热化学方程式为
________________________________________________。
(2)0.3mol的气态高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5kJ热量,其热化学反应方程式为 ;
又知H2O(l)H2O(g);△H=+44kJ/mol,则11.2L(标准状况)乙硼烷完全燃烧生成气态水时,放出的热量是 kJ。
(7分)火箭推进器中盛有强还原剂液态胼(NH凰)和强氧化剂液态双氧水。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量的热。已知0.4 mol液态肼与足量的液态双氧水反应,生成氮气和水蒸气,放出256 KJ的热量。
(1)反应的热化学方程式为 。
(2)又已知H0(I)=H0(g);△H="+44" kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 KJ。
(3)此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很大的优点是 。
(4)已知N(g)+2O (g)=2N0(g) △H=+67.7kJ/mol
NH(g)+0(g)=N(g)+2H0(g) △H=-534kJ/mol
则肼与N0完全反应生成氮气和液态水的热化学方程式为
(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
化学能的转化在现实生活中得到了广泛的利用。回答以下问题:
(Ⅰ)(1)在25℃、101kPa下,1g甲烷完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出55 kJ的热量,写出表示甲烷燃烧的热化学方程式: 。
(2)2Zn(s)+O2(g)=2ZnO(s) ΔH1=" —702" kJ/mol
2Hg(l)+O2(g)=2HgO(s) ΔH2=" —182" kJ/mol
由此可知ZnO(s)+Hg(l)= Zn(s)+HgO(s) △H3= 。
(3)20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量过渡态。下图是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:
(Ⅱ)下图为相互串联的甲乙两个电解池:
请回答:
(1)甲池若为用电解原理精炼铜的装置,则:
A极是 极,材料是 ,电极反应为 ,
B极是 极,材料是 ,电极反应为 ,
电解质溶液为 。
(2)乙池中若滴入少量酚酞试液,开始一段时间后,Fe极附近呈 色。
(3)若甲槽阴极增重12.8g,则乙槽阳极放出气体在标准状况下的体积
_________________。
(4)同时若乙槽剩余液体为400mL,则电解后得到碱液的物质的量浓度为
__ _____。
利用化学反应原理研究生产、生活中的实际问题具有十分重要的意义:
(Ⅰ)氮气和氢气合成氨是化学工业中极为重要的反应,其热化学方程式可表示为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1。请回答下列问题:
(1)取1 mol N2(g)和3 mol H2(g)放在一密闭容器中,在催化剂存在时进行反应,测得反应放出的热量_____92 kJ(填“大于”“等于”或“小于”),原因是_______;若加入催化剂,ΔH (填“变大”“变小”或“不变”)。
(2)已知:分别破坏1 mol N≡N键、1 mol H—H键需要吸收的能量为:946 kJ、436 kJ,则破坏1 mol N—H键需要吸收的能量为______kJ。
(3)N2H4可视为:NH3分子中的H被—NH2取代的产物。发射卫星用N2H4(g)为燃料,NO2为氧化剂生成N2和H2O(g)。
已知:N2(g)+2O2(g)===2NO2(g) ΔH1=+67.7 kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)===N2(g)+2H2O(g) ΔH2=-534 kJ·mol-1。
则:1 mol N2H4完全反应的热化学方程式为 。
(Ⅱ)某铅蓄电池的正、负极标记被磨损。试用下图装置设计实验,识别出此铅蓄电池的正负极。
(1)若A接E,B接F,而B电极出现 ,反应式为 ,则说明F为正极;
(2)若铅蓄电池工作时(放电),其E所在电极的电极反应式为: ,充电时该极与外加电源的 极相连。
(3)若用该电池电解Cu(NO3)2 溶液,其电解方程式为
若有0.2mol电子发生转移,则正极消耗的PbO2的物质的量是 ;要想CuSO4溶液恢复原样,需加入的物质是 ,质量为
已知下列热化学方程式:
①CaCO3(s)=CaO+CO2(g);△H=177.7KJ
②C(s)+H2O(s)=" CO(g)+" H2(g);△H=-131.3KJ/mol
③H2SO4(l)+NaOH(l)= Na2SO4(l)+ H2O(l);△H=-57.3KJ/mol
④C(s)+O2(g)= CO2(g) ;△H=-393.5KJ/mol
⑤CO(g)+ O2(g)= CO2(g);△H=-283KJ/mol
⑥HNO3(aq)+ NaOH(aq)= NaNO3(aq)+H2O(l) ;△H=-57.3KJ/mol
⑦2H2(g)+O2(g)=2H2O(l):△H=-517.6KJ/mol
(1)上述热学方程式中,不正确的有 ,(填编号),不正确的理由分别是 。
(2)根据上述信息,写出C转化为CO的热化学方程式 。
(3)上述反应中,表示燃烧热的热化学方程式有 (填编号)表示中和热的热化学方程式有 。(填编号)