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天然气的主要成分甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式如下,请回答下列问题:...

天然气的主要成分甲烷燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式如下,请回答下列问题:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)H=﹣889.6kJ/mol.

(1)反应物能量总和_____(填大于”、“小于等于)生成物能量总和.

(2)1mol甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气,则放出的热量_____889.6kJ.(填“>”、“<”“=”)

(3)已知氢气燃烧生成液态水的热化学方程式是:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)H=﹣572kJ/mol,则相同质量的甲烷和氢气,完全燃烧生成液态水,放热较多的是_____

(4)被誉为改变未来世界的十大新科技之一的燃料电池具有无污染、无噪音、高效率的特点.

①已知甲烷燃料电池的总反应式为CH4+2O2+2KOH═K2CO3+3H2O,通入甲烷的这个电极是_____(填正极负极),其另外一电极上的电极反应式为:__________________

②通常情况下,甲烷燃料电池的能量利用率_____(填大于”、“小于等于)甲烷燃烧的能量利用率.

 

大于 < 氢气 负极 O2+4 e﹣+2H2O = 4 OH﹣ 大于 【解析】(1)已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣889.6kJ/mol,反应是放热反应,所以反应物能量总和大于生成物能量总和;正确答案:大于。 (2)水蒸气转化为液态水要放出热量,所以1mol 甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水蒸气,放出的热量小于889.6kJ;正确答案:。 (3)已知CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣889.6kJ/mol,2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=﹣572kJ/mol,则1g甲烷完全燃烧放出的热量为,1g氢气完全燃烧放出的热量为,所以相同质量的甲烷和氢气,完全燃烧生成液态水,氢气放的热量较多;正确答案:氢气。 (4) ①碱性甲烷燃料电池中通入甲烷的一极为原电池的负极,负极上甲烷失电子发生氧化反应,电极反应式为,通入氧气的一极为原电池的正极,极反应为O2+4 e﹣+2H2O =4 OH﹣;正确答案:负极;O2+4 e﹣+2H2O = 4 OH﹣。 ②通常情况下,甲烷燃料电池的能量利用率大于甲烷燃烧的能量利用率;正确答案:大于。  
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考点分析:
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下图是碳的正常循环,但由于过度燃烧化石燃料,造成二氧化碳浓度不断上升。研究和解决二氧化碳捕集、存储和转化问题成为当前化学工作者的重要使命。

1)有关碳循环的说法中正确的是________

a.光合作用是光能转化成化学能

b.化石燃料是可再生的

c.循环过程有氧化还原反应

d.石油中含乙烯、丙烯,通过加聚反应得到高分子化合物

2)用钌的配合物作催化剂,一定条件下可直接光催化分解CO2发生反应:

2CO2(g) = 2CO(g)+O2(g),该反应的△H___0,(选填:><=)。

3CO2转化途径之一是:利用太阳能或生物质能分解水制H2,然后将H2CO2转化为甲醇或其它的物质。

2H2O1 = 2H2(g) + O2(g) △H=" +" 571.5 kJ·mol1

3H2(g) CO2(g) = CH3OH(l) H2O1 △H=" —137.8" kJ·mol1

则反应:4H2O 1 2CO2(g) = 2CH3OH(l)+3O2(g) △H=_______kJ·mol1

你认为该方法需要解决的技术问题有:____

a.开发高效光催化剂

b.将光催化制取的氢气从反应体系中有效分离,并与CO2催化转化。

c.二氧化碳及水资源的来源供应

4)用稀氨水喷雾捕集CO2最终可得产品NH4HCO3。在捕集时,气相中有中间体 NH2COONH4(氨基甲酸铵)生成。现将一定量纯净的氨基甲酸铵置于恒容的密闭真空容器中,分别在不同温度下进行反应:NH2COONH4(s)2NH3(g) + CO2(g)。实验测得的有关数据见下表。( t1<t2<t3)

温度(℃)
气体总浓度
(mol/L)
时间(min)

15

25

35

0

0

0

0

t1

910-3

2.710-2

8.110-2

t2

310-2

4.810-2

9.410-2

t3

310-2

4.810-2

9.410-2

 

 

氨基甲酸铵分解反应是_______反应(放热吸热)。在15℃,此反应的化学平衡常数为:_____

5)用一种钾盐水溶液作电解质,CO2电催化还原为碳氢化合物(其原理见图)。在阴极上产生乙烯的电极反应方程式为:___________________________

 

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氨气是一种重要化工原料。

(1)德国化学家哈伯从1902年开始研究由氮气和氢气直接合成氨。

已知:① △H=a kJ/mol

②每破坏lmol有关化学键需要的能量如下表:

H-H

N-H

N≡N

436kJ

391kJ

946k

 

则a=_________________

(2)下图为不同温度(T)、不同投料比[n()/n()]时反应达到平衡时的转化率变化曲线。

的大小关系为__________________

②保持温度和体积不变,提高投料比[n()/n()],则重新达到平衡时,下列说法一定正确的是_______(填字母序号)。

A.的浓度增大

B.的转化率增大

C.的体积分数增大

D.的浓度减小

③温度为时,向2L密闭容器中加入1.0mol和1.0mol,若5min后反应达到平衡,则用v()表示该反应的平均速率为____________________;反应在时的平衡常数K=________________

(3)一种新型除烟气中氮氧化物的方法是采用作还原剂还原烟气中的氮氧化物且产物无污染,写出还原的化学反应方程式_____________________________________

(4)若用标准盐酸测定某稀氨水的浓度,应选择__________作指示剂;滴定过程中眼睛注视_____________。已知稀氨水体积为25.0mL,滴定结束测得消耗0.0100mol/L盐酸的平均体积为20.0mL,则该氨水的浓度为________________(保留2位有效数字);若滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后尖嘴无气泡,则测定结果________(填“偏大”、“偏小”、“不变”)。

 

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化石燃料燃烧时会产生进入大气形成酸雨,有多种方法可用于的脱除。

已知可参与如下热力学循环:

 

 

反应______

碱性溶液吸收法。工业上常用碱性NaClO废液吸收,反应原理为:,为了提高吸收效率,常用 作为催化剂。在反应过程中产生的四价镍和氧原子具有极强的氧化能力,可加快对的吸收。该催化过程如下图所示:

过程1的离子方程式是,过程2的离子方程式为______

也可用于脱硫,且脱硫效果比NaClO 更好,原因是______

溶液、氨水等碱性溶液吸收法。已知时,含硫物种即水溶液中pH变化如图1所示,脱硫效率随pH变化如图2所示。

①当用溶液吸收至溶液的pH4时,发生反应的离子方程式是______

②当用氨水吸收至溶液的时,与溶液中存在的含硫物种之间的关系是______

③由实验测得氨水脱除时,脱硫效率随pH的变化如图所示。在pH较小时脱硫效率低的可能原因是______;实际工艺中,吸收液的pH应控制在一定范围内,pH不宜过大的原因是______

 

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工业上用铝土矿主要成分为Al2O3Fe2O3提取Al2O3做冶炼铝的原料,由熔盐电解法获得的粗铝中含一定量的金属钠和氢气,这些杂质可采用吹气精炼法除去,产生的尾气经处理后可用于钢材镀铝.工艺流程如下图所示:已知:NaCl熔点为AlCl3升华

下列措施可提高浸取率的是______

将铝土矿粉碎成粉末与NaOH溶液反应     增大固、液质量比

浸取时间缩短一半     适当升高温度

向滤液中通入过量所发生反应的离子方程式为______

连续通入坩埚中的粗铝熔体,杂质随气泡上浮而除去.气泡的主要成分除外还含有______固态杂质粘附于气泡上,在熔体表面形成浮渣,浮渣中肯定存在______

镀铝电解池中,金属铝为阳极,熔融盐电镀液中铝元素主要以形式存在,则阳极的电极反应式为______

钢材镀铝后,抗腐蚀性能会大大增强,其原因是______

 

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研究氮氧化物的反应机理,对于消除对环境的污染有重要意义.升高温度绝大多数的化学反应速率增大,但是的速率却随着温度的升高而减小.某化学小组为研究该特殊现象的实质原因,查阅资料知的反应历程分两步:

     

    

请回答下列问题:

反应用含 ______ 的式子表示一定温度下,反应达到平衡状态,请写出用表示的平衡常数表达式 ______ ,升高温度,K ______ 增大减小不变

决定速率的是反应②,反应①的活化能与反应②的活化能的大小关系为 ______ 根据速率方程分析,升高温度该反应速率减小的原因是 ______

增大,增大    减小,减小

增大,减小    减小,增大

由实验数据得到的关系可用如图1表示.当x点升高到某一温度时,反应重新达到平衡,则变为相应的点为 ______ 填字母

工业上可用氨水作为的吸收剂,通入氨水发生的反应:若反应后的溶液滴入甲基橙呈红色,则反应后溶液中 ______ ”“工业上也可用电解法处理氮氧化物的污染.电解池如图2所示,阴阳电极间是新型固体氧化物陶瓷,在一定条件下可传导该电解池阴极的电极反应式是 ______ 阳极产生的气体N的化学式是 ______

 

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