2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol。
請回答下列問題:
(1)圖中A、C分別表示__________、__________,E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響?____________。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點升高還是降低?___________。
(2)圖中ΔH=__________kJ/mol;
(3)如果反應(yīng)速率v(SO2)為0.05 mol/(L·min),則v(O2)=____mol/(L·min)
(4)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ/mol,計算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH=_ 。
(1)反應(yīng)物能量 生成物能量 沒有影響 降低 (2)-198 (3)0.025 (4)-1185 kJ/mol
解析試題分析:(1)由圖可看出A表示反應(yīng)物的總能量。C表示生成物的總能量。A—B的能量差即E表示該反應(yīng)的活化能。A—C的能量差表示該反應(yīng)的反應(yīng)熱。反應(yīng)的活化能與反應(yīng)熱的大小無關(guān)。加入催化劑,能改變反應(yīng)途徑,降低反應(yīng)的活化能。使更多的能量低的分子變?yōu)榛罨肿樱岣吡嘶罨肿拥陌俜謹?shù)。因而加快了反應(yīng)速率。由于反應(yīng)物的能量高,生成物的能量低,由反應(yīng)物變?yōu)樯晌飼r,放出熱量。即該反應(yīng)是個放熱反應(yīng)。
(2)該反應(yīng)是2mol的SO2發(fā)生的反應(yīng)。因此反應(yīng)熱ΔH=2×(-99 )kJ/mol="-198" kJ/mol。
(3)對于同一個化學(xué)反應(yīng)來說,用不同物質(zhì)來表示反應(yīng)速率,速率比等于它們的化學(xué)方程式中的計量數(shù)的比。也就是v(SO2):v(O2)=2:1.∵v(SO2)="0.05" mol/(L·min)所以v(O2)="0.025" mol/(L·min)(4)3mol的單質(zhì)硫燃燒產(chǎn)生二氧化硫放出熱量:3mol×296 kJ/mol=888KJ.3摩爾二氧化硫氣體轉(zhuǎn)化為SO3(g)時又放出熱量:3mol×99 kJ/mol=297KJ.所以一共放熱888KJ+297KJ1185KJ.即由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH=-1185 kJ/mol。
考點:考查反應(yīng)熱與反應(yīng)物、生成物的能量關(guān)系的知識。
科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
氮可形成多種氧化物,如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的結(jié)構(gòu)式分別是和。實驗測得N-N鍵鍵能為167kJ·mol-1, NO2中氮氧鍵的平均鍵能為466 kJ·mol-1,N2O4中氮氧鍵的平均鍵能為438.5 kJ·mol-1。
(1)寫出N2O4轉(zhuǎn)化為NO2的熱化學(xué)方程式:
(2)對反應(yīng)N2O4(g)2NO2(g),在溫度為T1、T2時,平衡體系中NO2的體積分數(shù)隨壓強變化曲線如圖所示。下列說法正確的是
A.A、C兩點的反應(yīng)速率:A>C
B.B、C兩點的氣體的平均相對分子質(zhì)量:B<C
C.A、C兩點氣體的顏色:A深,C淺
D.由狀態(tài)B到狀態(tài)A,可以用加熱的方法
(3)在100℃時,將0.40mol的NO2氣體充入2 L抽空的密閉容器中,每隔一定時間就對該容器內(nèi)的物質(zhì)進行分析,得到如下表數(shù)據(jù):
時間(s) | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 |
n(NO2)/mol | 0.40 | n1 | 0.26 | n3 | n4 |
n(N2O4)/mol | 0.00 | 0.050 | n2 | 0.080 | 0.080 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
二甲醚(CH3OCH3,沸點為-24.9℃)被稱為21世紀的新型能源。科學(xué)家利用太陽能分解水生成的氫氣與從煙道氣中分離出的CO2在催化劑作用下合成二甲醚,并開發(fā)出直接以二甲醚為燃料的燃料電池。其合成流程如下:
(1)已知:CH3OCH3(g)、H2(g)的標(biāo)準燃燒熱分別為:△H= -1455.0kJ·mol-1、△H=" -285.8" kJ·mol-1。寫出以CO2、H2合成CH3OCH3的熱化學(xué)方程式: ;
(2)15~20%的乙醇胺(HOCH2CH2NH2)水溶液具有弱堿性,上述合成線路中用作CO2吸收劑。寫出吸收CO2反應(yīng)的化學(xué)方程式 ;
(3)一定條件下用CO2和H2合成二甲醚,反應(yīng)物氣流量對CO2的轉(zhuǎn)化率、二甲醚的選擇性(是指轉(zhuǎn)化生成二甲醚的碳占已轉(zhuǎn)化碳的比例)影響結(jié)果如圖1所示,當(dāng)控制氣流量為28mL· min-1時,則生成0.3mol二甲醚需要通入CO2的物質(zhì)的量為 ;
圖1 圖2
(4)圖2為二甲醚燃料電池示意圖。
①a電極的電極反應(yīng)式為 ;
②若以1.12 L·min-l(標(biāo)準狀況)的速率向該電池中通入二甲醚,用該電池電解50mL2 mol·L-1 CuSO4溶液,通電0.50 min后,計算理論上可析出金屬銅的質(zhì)量為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
研究NO2、SO2 、CO等大氣污染氣體的處理具有重要意義。
(1)NO2可用水吸收,相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為 。
利用反應(yīng)6NO2+ 8NH37N2+12 H2O也可處理NO2。當(dāng)轉(zhuǎn)移1.2mol電子時,消耗的NO2在標(biāo)準狀況下是 L。
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH="-196.6" kJ·mol-1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH="-113.0" kJ·mol
則反應(yīng)NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH= kJ·mol-1。
一定條件下,將NO2與SO2以體積比1:2置于密閉容器中發(fā)生上述反應(yīng),下列能說明反應(yīng)達到平衡狀態(tài)的是 。
a.體系壓強保持不變 b.混合氣體顏色保持不變
c.SO3和NO的體積比保持不變 d.每消耗1 mol SO3的同時生成1 molNO2
該溫度下,此反應(yīng)的平衡常數(shù)表達式K= 。
(3)CO可用于合成甲醇,反應(yīng)方程式為CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)。CO在不同溫度下的平衡轉(zhuǎn)化率與壓強的關(guān)系如下圖所示。該反應(yīng)ΔH 0(填“>”或“ <”)。實際生產(chǎn)條件控制在250℃、1.3×104kPa左右,選擇此壓強的理由是 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
Ⅰ、下列實驗操作或?qū)嶒炇聦嵉拿枋稣_的是____________________
① 用量筒量取稀硫酸溶液8.0mL;
②中和熱的測定實驗中,可用金屬絲(棒)代替環(huán)形攪拌玻璃棒;
③用熱的濃鹽酸洗滌附著有MnO2的試管;
④在硫酸銅晶體結(jié)晶水含量的測定中,若加熱后的無水硫酸銅粉末表面發(fā)黑,則所測結(jié)晶水含量可能會偏高 ;
⑤Fe(OH)3膠體與FeCl3溶液可用過濾的方法分離;
⑥用堿式滴定管量取KMnO4溶液20.50mL ;
⑦將水沿?zé)瓋?nèi)壁緩緩注入濃硫酸中,不斷用玻璃棒攪拌以稀釋濃硫酸;
⑧用濕潤的pH試紙測量某溶液pH時,測量值一定比真實值小;
⑨鋅和一定量稀硫酸反應(yīng),為加快速率而不影響H2的量可向溶液中加適量Cu(NO3)2晶體。
Ⅱ、2013年初,霧霾天氣多次肆虐天津、北京等地區(qū)。其中,燃煤和汽車尾氣是造成空氣污染的原因之一。
(1)汽車尾氣凈化的主要原理為:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H<0
①該反應(yīng)平衡常數(shù)表達式
②若該反應(yīng)在絕熱、恒容的密閉體系中進行,下列示意圖正確且能說明反應(yīng)在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是 (填代號)。
(2)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會引起嚴重的環(huán)境問題。
煤燃燒產(chǎn)生的煙氣含氮的氧化物,用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知:①CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol
②2NO2(g) N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol
③H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol
寫出CH4催化還原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的熱化學(xué)方程式: 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(14分)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),反應(yīng)過程的能量變化如圖所示。已知1 mol SO2(g)氧化為1 mol SO3(g)的ΔH=-99 kJ/mol。
請回答下列問題:
(1)圖中A、C分別表示__________、______________,E的大小對該反應(yīng)的反應(yīng)熱有無影響?______________。該反應(yīng)通常用V2O5作催化劑,加V2O5會使圖中B點升高還是降低?____________;
(2)圖中ΔH=__________kJ/mol;
(3)如果反應(yīng)速率v(SO2)為0.05 mol/(L·min),則v(O2)=________mol/(L·min)
(4)已知單質(zhì)硫的燃燒熱為296 kJ/mol,計算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH=_ _。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(1)家用液化石油氣的主要成分之一是丁烷(C4H10),當(dāng)10 kg丁烷完全燃燒并生成二氧化碳氣體和液態(tài)水時,放出的熱量為5×105 kJ。試寫出丁烷燃燒的熱化學(xué)方程式: 。已知1mol液態(tài)水汽化時需要吸收44 kJ熱量,則反應(yīng)C4H10(g)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH= 。
(2)有同學(xué)用丁烷與空氣為原料制作一燃燒電池,通入丁烷的一極為 極。若以稀硫酸為電解質(zhì)溶液時,其正極反應(yīng)式為 。
(3)已知:Fe(s) +1/2O2(g)=FeO(s) ΔH=-272.0kJ·mol-1
2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) ΔH=-1675.7kJ·mol-1
Al和FeO發(fā)生鋁熱反應(yīng)的熱化學(xué)方程式是 。
(4)已知拆開1 mol H-H鍵,1 molN-H鍵,1 molN≡N鍵分別需要的能量是akJ、bkJ、ckJ,則N2與H2反應(yīng)生成NH3的熱化學(xué)方程式為 。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
能源是現(xiàn)代社會發(fā)展的支柱之一。
(1)化學(xué)反應(yīng)中的能量變化,通常主要表現(xiàn)為熱量的變化。
①下列反應(yīng)中,屬于放熱反應(yīng)的是___________(填序號)。
a. Ba(OH)2·8H2O與NH4Cl混合攪拌
b. 高溫煅燒石灰石
c. 鋁與鹽酸反應(yīng)
②某同學(xué)進行如下圖所示實驗,測量稀鹽酸與燒堿溶液中和反應(yīng)的能量變化。實驗表明:反應(yīng)溫度升高,由此判斷該反應(yīng)是_______(填“吸熱”或“放熱”)反應(yīng),其離子方程式是_______________。
(2)電能是現(xiàn)代社會應(yīng)用最廣泛的能源之一。
下圖所示的原電池裝置中,其負極是_____________________,正極上能夠觀察到的現(xiàn)象是____________________________,正極的電極反應(yīng)式是_________________________。
原電池工作一段時間后,若消耗鋅6.5g,則放出氣體__________g。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:填空題
(I某氮肥廠氨氮廢水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下,NH4+經(jīng)過兩步反應(yīng)被氧化成NO3-,兩步反應(yīng)的能量變化示意圖如下:
(1)1 mo1NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的熱化學(xué)方程式是 _ 。
(2)在一定條件下,向廢水中加入CH3OH,將HNO3還原成 N2,若該反應(yīng)消耗32gCH3OH轉(zhuǎn)移6mol電子,則參加反應(yīng)的還原劑和氧化劑的物質(zhì)的量之比是_ 。
(B)超音速飛機在平流層飛行時,尾氣中的NO會破壞臭氧層?茖W(xué)家正在研究利用催化技術(shù)
將尾氣中的NO和CO轉(zhuǎn)變成CO2和N2,化學(xué)方程式如下:2NO十2CO2CO2+ N2 △H
某溫度下用氣體傳感器測得不同的時間的NO和CO濃度如下表:
請回答下列問題(均不考慮溫度變化對催化劑催化效率的影響):
(1)在上述條件下反應(yīng)能夠自發(fā)進行,則反應(yīng)的△H 0(填寫“>”、“<”、“=”)
(2)在該溫度下,反應(yīng)的平衡常數(shù)K= (只寫出計算結(jié)果);
(3)某同學(xué)設(shè)計了三組實驗,分別驗證溫度、催化劑比表面積對化學(xué)反應(yīng)速率的影響規(guī)律,
部分實驗條件如下表:
該同學(xué)畫出了表中三個實驗條件下,混合氣體中NO濃度隨時間變化的趨勢曲線圖,請在圖上標(biāo)明各條曲線的實驗編號;
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