煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用:
Ⅰ.利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热;
Ⅱ.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧.
这两个过程的热化学方程式为:
Ⅰ.C(s)+O
2(g)═CO
2(g)△H=E
1①
Ⅱ.C(s)+H
2Og)═CO(g)+H
2(g)△H=E
2②
H
2(s)+
O
2(g)═H
2O(g)△H=E
3③
CO(s)+
O2(g)═CO
2(g)△H=E
4④
请填写下列空白:
(1)已知下列热化学方程式:
①H
2(s)+
O
2(g)=H
2O(g)△H=-241.8kJ/mol
②C(s)+
O
2(g)=CO(s)△H=-110.5kJ/mol
则水煤气能源的制取原理:C(s)+H
2O(g)=H
2(g)+CO(g)△H=______
(2)在上述四个热化学方程式中,______(填编号)反应的△H>0;
(3)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量正确的关系是(填序号)______;
A.I比Ⅱ多 B.I比Ⅱ少 C.I与Ⅱ在理论上相同
(4)根据能量守恒定律,E
1、E
2、E
3、E
4之间的关系为______.
考点分析:
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甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景,因此甲醇被称为21世纪的新型燃料.工业上用CO生产燃料甲醇,一定条件下发生反应:CO(g)+2H
2(g)⇌CH
3OH(g).图l表示反应中能量的变化;图2表示一定温度下,在体积为2L的密闭容器中加入4mol H
2和一定量的CO后,CO和CH
3OH(g)的浓度随时间变化图.
请回答下列问题:
(1)在“图1”中,曲线______(填“a”或“b”)表示使用了催化剂;该反应属于______(填“吸热”或“放热”)反应.
(2)根据“图2”判断,下列说法正确的是______
a.起始充入的CO为1mol
b.增加CO浓度,可使H
2的转化率增大
c.容器中压强恒定时,反应已达平衡状态
d.保持温度和密闭容器容积不变,再充入1molCO和2molH
2,再次达到平衡时n(CH
3OH)/n(CO)会增大
(3)从反应开始到建立平衡,v(H
2)=______;该温度下CO(g)+2H
2(g)⇌CH
3OH(g)的化学平衡常数为______.若保持其它条件不变,将反应体系升温,则该反应的化学平衡常数将______(填“增大”、“减小”或“不变”).
(4)请在“图3”中画出平衡时甲醇蒸气百分含量(纵坐标)随温度(横坐标)变化的曲线,要求画压强不同的2条曲线(在曲线上标出P
1、P
2,且P
1>P
2).
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(1)将水蒸气通过红热的焦炭即可产生水煤气,反应为:C(s)+H
2O(g)⇌CO(g)+H
2(g)一定温度下,在一个容积可变的密闭容器中,发生上述反应,下列不能判断该反应达到化学平衡状态的是______(填字母,下同).
a.容器中的压强不变
b.1mol H-H键断裂的同时断裂2molH-O键
c.v
正(CO)=v
逆(H
2O)
d.c(CO)=c(H
2)
(2)将不同量的CO(g)和H
2O(g)分别通入到体积为2L的恒容密闭容器中,进行反应:
CO(g)+H
2O(g)⇌CO
2(g)+H
2(g),得到如下三组数据:
实验组 | 温度/℃ | 起始量/mol | 平衡量/mol | 达到平衡所需时间/min |
H2O | CO | H2 | CO |
1 | 650 | 2 | 4 | 1.6 | 2.4 | 5 |
2 | 900 | 1 | 2 | 0.4 | 1.6 | 3 |
3 | 900 | a | b | c | d | t |
①实验1中以v(CO
2)表示的反应速率为______.
②该反应为______ (填“吸热”或“放热”)反应
(3)如图表示反应CO
2(g)+3H
2(g)⇌CH
3OH(g)+H
2O(g)进行过程中能量的变化.在体积为1L的恒容密闭容器中,充入1molCO
2和3molH
2,下列措施中能使cCH
3OH)增大的是______.
a.升高温度
b.充入H
2(g),使体系压强增大
c.将H
2O(g)从体系中分离出来
d.再充入1molCO
2和3molH
2.
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根据以下事实,回答下列问题
(1)工业接触法制硫酸工艺中,其主反应在450℃并有催化剂存在下进行:
2SO
2(g)+O
2(g)⇌2SO
3(g)△H=-190kJ•mol
-1该热化学反应方程式的意义是______.
(2)在25℃、101kPa下,1g甲醇[CH
3OH(l)]燃烧生成CO
2和液态水时放热.22.68kJ.则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为______.
(3)已知25℃、l01kPa时下列反应的热化学方程式为:
①CH
3COOH(l)+2O
2(g)=2CO
2(g)+2H
2O(l)△H=-870.3kJ/mol
②C(s)+O
2(g)=CO
2(g)△H=-393.5kJ/mol
③H
2(g)+
O
2(g)=H
2O(l)△H=-285.8kJ/mol,则C(s)与H
2(g)、O
2(g)反应生成CH
3COOH(l)在该条件下的热化学方程式为______.
(4)由N
2和H
2合成1molNH
3时可放出46.2kJ的热量.从手册上查出N≡N键的键能是948.9kJ/mol,H-H键的键能是436.0kJ/mol,则N-H键的键能是______.
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已知:(1)H
2(g)+
O
2(g)═H
2O(g);△H=a kJ/mol
(2)2H
2(g)+O
2(g)═2H
2O(g);△H=b kJ/mol
(3)H
2(g)+
O
2(g)═H
2O(l);△H=c kJ/mol
(4)2H
2 (g)+O
2(g)═2H
2O(l);△H=d kJ/mol
下列关系式中正确的是( )
A.a<c<0
B.b>d>0
C.2a=b<0
D.2c=d>0
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已知热化学方程式:2SO
2(g)+O
2(g)⇌2SO
3(g)△H=-QkJ•mol
-1(Q>0).下列说法正确的是( )
A.相同条件下,2molSO
2和1molO
2所具有的能量小于2molSO
3所具有的能量
B.将2molSO
2(g)和1molO
2(g)置于一密闭容器中充分反应后,放出热量为QkJ
C.增大压强或升高温度,该平衡都向逆反应方向移动
D.如将一定量SO
2(g)和O
2(g)置于某密闭容器中充分反应后放热QkJ,则此过程中有2molSO
2(g)被氧化
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