化学反应甲醇燃烧热化学方程式,第六题怎么解啊!急!!!

第六章 第二节 燃烧热 能源 化学反应热的计算:一、选择题(本题包.doc__word文档免费下载_甲醇
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第六章 第二节 燃烧热 能源 化学反应热的计算一、选择题(本题包括10小题,每小题5分,共50分)1.(2010?启东中学月考)全球变暖给我们敲响了警钟,地球正面临巨大的挑战.下列说法不正确的是 ( )A.推广"低碳经济",减少温室气体的排放B.推进小火力发电站的兴建,缓解地方用电困难,促进地方经济的快速发展C.推广"绿色自由"计划,吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油D.利用晶体硅制作的太阳能电池可将太阳能直接转化为电能解析:小火力发电站对煤炭的利用率低,生产单位电力时向大气中排放的CO2气体相对较多,B不正确.答案:B2.白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2===P4O10.已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P―P a kJ/mol、P―O b kJ/mol、P===O c kJ/mol、O===O d kJ/mol根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH,其中正确的是 ( )A.(6a+5d-4c-12b) kJ/molB.(4c+12b-6a-5d) kJ/molC.(4c+12b-4a-5d) kJ/molD.(4a+5d-4c-12b) kJ/mol解析:由键能求反应热的公式为ΔH=反应物的键能总和-生成物的键能总和,则ΔH=6*a kJ/mol+5*d kJ/mol-(12*b kJ/mol+4*c kJ/mol)=(6a+5d-4c-12b) kJ/mol.答案:A3.根据下列热化学方程式:①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ/mol②H2(g)+A.N2(g)+3H2(g)===2NH3(l)ΔH=2(a-b-c) kJ/molB.N2(g)+3H2(g)===2NH3(g)ΔH=2(b-a) kJ/molC.C.CH3OH转变成H2的过程一定要吸收能量D.根据②推知反应CH3OH(l)+(1)甲醇催化脱氢转化为甲醛的反应是_填"吸热"和"放热")反应.(2)过程Ⅰ与过程Ⅱ的反应热是否相同?原因是_(3)写出甲醇催化脱氢转化为甲醛的热化学方程_(4)甲醇催化脱氢转化为甲醛的过程中,如果要使反应温度维持在700℃,需向体系中通入空气,则进料甲醇与空气的物质的量理论比值为_假设:H2(g)+...更多内容请下载word文档查看。
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高中化学燃烧热问题.急本人高3学生,复习期间偶尔看到这两个名词,请问燃烧的热的化学方程式与热化学方程式的区别是什么?准备高考了,要理清下一些概念,请化学大虾帮下忙.大家看清楚,是
高中化学燃烧热问题.急本人高3学生,复习期间偶尔看到这两个名词,请问燃烧的热的化学方程式与热化学方程式的区别是什么?准备高考了,要理清下一些概念,请化学大虾帮下忙.大家看清楚,是“燃烧的热”化学方程式.
应该是燃烧热和反应热吧,燃烧热1mol某物质完全燃烧所放出的热量,而反应热是指酸碱中和反应生成1molH2O所放出的热量欢迎来到高考学习网,
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& 【冲向高考】2014高考化学一轮总复习 6-2燃烧热 能源 反应热的计算课件 新人教版(必修部分)
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备选习题 答案:C
课堂师生互动 [答案] C
第六章 化学反应与能量 冲向高考·化学 路漫漫其修远兮 吾将上下而求索 人教版 · 高考一轮总复习 核心知识图 方法警示探究
备选习题 课后强化作业
课堂师生互动 核心知识图 命题预测
稳定的氧化物
第六章 化学反应与能量 第一部分 必修部分
第章化学反应与能量
第二节 燃烧热 能源 反应热的计算
本节重要知识点有燃烧热的概念,盖斯定律,反应热的计算,能源的利用。主要考查燃烧热的概念及有关热化学方程式的判断,应用盖斯定律进行有关反应热的计算,比较反应热的大小。化学反应与能量是高考的新增热点,预测2014年高考还会继续考查燃烧热、反应热的计算、盖斯定律在反应热计算的应用。
一、燃烧热
在25℃、101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成时所放出的热量。
H2的燃烧热为285.8kJ/mol,表示在25℃,101kPa条件下,1mol H2完全燃烧生成H2O(l)时放出的热量为285.8kJ,用热化学方程式表示为:。
H2(g)+O2(g)===H2O(l) 
ΔH=-285.8kJ/mol
3.燃烧热和中和热的异同
比较角度 燃烧热 中和热
相同点 能量变化 放热
ΔH ΔH0,单位:
比较角度 燃烧热 中和热
不同点 反应物的量 (O2不限量) 不限量
生成物的量 不限量 H2O(l)是
反应热的含义 1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同反应物,燃烧热不同 生成1mol H2O(l)时放出的热量;不同的反应物,中和热大致相同,均约为kJ/mol
【思考·归纳·探究】
书写表示燃烧热、中和热的热化学方程式时,应注意哪些问题?
提示:表示燃烧热、中和热的热化学方程式除遵循一般热化学方程式的要求外,还应注意以下三点:
(1)表示燃烧热的热化学方程式中可燃物的化学计量数为1,表示中和热的热化学方程式中水的化学计量数为1。
(2)C、H、S元素所对应的稳定氧化物为CO2(g)、H2O(l)、SO2(g);稀的强碱和稀的强酸发生中和,热化学方程式才可写为H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol。
(3)物质燃烧、酸碱中和一定放热,其 ΔH一定为负值。
三、盖斯定律
化学反应不管是一步完成还是分几步完成,其反应热是的,即化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关。
间接计算某些反应的反应热。
方程式 反应热间的关系
ΔH1=aΔH2
ΔH1=-ΔH2
ΔH=ΔH1+ΔH2
1.在298k、100kPa时,已知:
2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(  )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2 B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
解析:本题考查盖斯定律,意在考查考生对盖斯定律的运用能力及对反应热的计算能力。设提供的三个热化学方程式分别为①、②、③,根据盖斯定律,由①+②×2可以得到③,故ΔH1+2ΔH2=ΔH3,A项正确。
2.(2010·天津理综)以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是(  )
A.发展氢能和太阳能
B.限制塑料制品的使用
C.提高原子利用率,发展绿色化学
D.尽量用纯液态有机物代替水作溶剂
解析:发展氢能和太阳能可以减少煤炭、石油等能源消耗,A项正确;限制塑料制品的使用也可减少石油消耗,B项正确;提高原子利用率,发展绿色化学可以减少煤炭、石油的消耗,C项正确;用纯液态有机物代替水作溶剂,加大了有机物的消耗,不符合低碳经济,D项错误。
3.已知:H2O(g)===H2O(l) ΔH1=-Q1kJ·mol-1
C2H5OH(g)===C2H5OH(l) ΔH2=-Q2kJ·mol-1
C2H5OH(g)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(g)
ΔH3=-Q3kJ·mol-1
若使23g酒精液体完全燃烧,最后恢复到室温,则放出的热量为(  )
A.Q1+Q2+Q3       B.0.5(Q1+Q2+Q3)
C.0.5Q2-1.5Q1-0.5Q3
D.1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3
解析:第三个热化学方程式减去第二个热化学方程式,再加上3倍的第一个热化学方程式,可以得到C2H5OH(l)+3O2(g)===2CO2(g)+3H2O(l) ΔH3-ΔH2+ΔH1×3=-Q3kJ·mol-1-(-Q2kJ·mol-1)+3(-Q1kJ·mol-1)=-(3Q1+Q3-Q2)kJ·mol-1。23g乙醇的物质的量为0.5mol,放出的热量为0.5mol×(3Q1+Q3-Q2)kJ·mol-1=(1.5Q1-0.5Q2+0.5Q3)kJ。
4.(2010·全国理综)下面均是正丁烷与氧气反应的热化学方程式(25℃,101kPa):
①C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(l)
 ΔH=-2 878kJ/mol
②C4H10(g)+O2(g)===4CO2(g)+5H2O(g)
 ΔH=-2 658kJ/mol
③C4H10(g)+O2(g)===4CO(g)+5H2O(l)
 ΔH=-1 746kJ/mol
④C4H10(g)+O2(g)===4CO(g)+5H2O(g)
 ΔH=-1 526kJ/mol
由此判断,正丁烷的燃烧热是(  )
A.2 878kJ/mol
B.2 658kJ/mol
C.1 746kJ/mol
D.1 526kJ/mol
解析:根据燃烧热的概念本题中H2O应为液态,碳的氧化物 CO2。
5.(2011·海南化学)已知:2Zn(s)+O2(g)===2ZnO(s)
ΔH=-701.0kJ/mol
2Hg(l)+O2(g)===2HgO(s) ΔH=-181.6kJ/mol
则反应Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l)的ΔH为(  )
A.+519.4kJ/mol
B.+259.7kJ/mol
C.-259.7kJ/mol
D.-519.4kJ/mol
解析:给这两个方程式依次编号为①、②,反应①减去反应②,然后乘1/2得到:Zn(s)+HgO(s)===ZnO(s)+Hg(l) ΔH=-259.7kJ/mol。
6.(2010·广东理综)在298k、100kPa时,已知:
2H2O(g)===O2(g)+2H2(g) ΔH1
Cl2(g)+H2(g)===2HCl(g) ΔH2
2Cl2(g)+2H2O(g)===4HCl(g)+O2(g) ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(  )
A.ΔH3=ΔH1+2ΔH2
B.ΔH3=ΔH1+ΔH2
C.ΔH3=ΔH1-2ΔH2
D.ΔH3=ΔH1-ΔH2
解析:本题属于盖斯定律的应用,观察第三个化学方程式的反应物与生成物,可通过前两个化学方程式转化得到。给三个化学方程式依次编号为①、②、③,③=①+2×②,则有ΔH3=ΔH1+2ΔH2。
7.(2011·新课标全国理综节选)已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8kJ/mol、-283.0kJ/mol和-726.5kJ/mol。请回答下列问题:
(1)①用太阳能分解10mol水消耗的能量是________kJ;
②甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________;
(2)已知:TiO2(s)+2Cl2(g)===TiCl4(l)+O2(g)
ΔH=+140kJ/mol
2C(s)+O2(g)===2CO(g) ΔH=-221kJ/mol
写出TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式:______________________________ ________________________________________________________________________________________________________。
解析:(1)由H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热,可分别写出热化学方程式:
(1)H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH1=-285.8kJ/mol
(2)CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH2=-283.0kJ/mol
(3)CH3OH(l)+O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH3=-726.5kJ/mol
①由(1)可知,分解10mol水消耗的能量是10mol×285.8kJ/mol=2 858kJ。
②设甲醇不完全燃烧生成CO(g)和H2O(l)的反应热为ΔHx,则热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(l) ΔHx,由盖斯定律可得出:
ΔHx=ΔH3-ΔH2=-726.5kJ/mol-(-283.0kJ/mol)=-443.5kJ/mol。
(2)将题目中所给的热化学方程式相叠加得:
TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g),
ΔH=+140kJ/mol-221kJ/mol=-81kJ/mol。
答案:(1)①2 858
②CH3OH(l)+O2(g)===CO(g)+2H2O(l)
 ΔH=-443.5kJ/mol
(2)TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)===TiCl4(l)+2CO(g)
 ΔH=-81kJ/mol
8.(2011·杭州高中月考)1840年,俄国化学家盖斯在分析了许多化学反应热效应的基础上,总结出一条规律:“一个化学反应,不论是一步完成,还是分几步完成,其总的热效应是完全相同的。”这个规律被称为盖斯定律。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可以利用盖斯定律间接计算求得。
(1)根据下列反应的热化学反应式,计算由C(石墨,s)和
H2(g)反应生成1mol C2H2(g)的ΔH。
C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6kJ/mol
2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599.2kJ/mol,则由C(石墨,s)和H2(g)反应生成1mol C2H2(g)的ΔH为________。
(2)已知3.6g碳在6.4g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出XkJ热量。已知单质碳的燃烧热为YkJ/mol,则1mol C与O2反应生成CO的反应热ΔH为________。
解析:(1)①C(石墨,s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH2=-571.6kJ/mol
③2C2H2(g)+5O2(g)===4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=2599.2kJ/mol,根据盖斯定律,由①×2+②×1/2-③×1/2得:2C(石墨,s)+H2(g)===C2H2(g),ΔH=(-393.5kJ/mol)×2+(-571.6kJ/mol)×1/2-(-2 599.2kJ/mol)×1/2=+226.8kJ/mol。
(2)n(C)=0.3mol,n(O2)=0.2mol。碳与氧气完全反应生成0.2mol CO、0.1mol CO2;生成0.1mol CO2放出热量为0.1 YkJ,所以,生成0.2mol CO放出热量为(X-0.1Y)kJ,故1mol C与O2反应生成CO的反应热ΔH=-(5X-0.5Y)kJ/mol。
答案:(1)+226.8kJ/mol (2)-(5X-0.5Y)kJ/mol
【生之学 师之导】
燃烧热与中和热的比较
燃烧热 中和热
相同点 能量变化 放热
ΔH ΔH<0,单位常用kJ/mol
燃烧热 燃烧热 中和热
不同点 反应物的量 1mol(O2不限量) 不限量
生成物的量 不限量 1mol H2O
反应热的含义 1mol反应物完全燃烧时放出的热量;不同反应物,燃烧热不同 生成1mol H2O时放出的热量;不同的反应物的中和热大致相同,均约为57.3kJ/mol
【例1】 下列说法正确的是(  )
A.在101kPa时,1mol C与适量O2反应生成1mol CO时,放出110.5kJ热量,则C的燃烧热为110.5kJ/mol
B.在101kPa时,1mol H2完全燃烧生成液态水,放出285.8kJ热量,则H2的燃烧热为ΔH=+285.8kJ/mol
C.测定HCl和NaOH的中和热时,每次实验均应测量3个温度,即盐酸起始温度、NaOH起始温度和反应的终止温度
D.在稀溶液中,OH-(aq)+H+(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,若将含0.5mol H2SO4的浓硫酸与含1mol NaOH的溶液混合,放出的热量等于57.3kJ
[解析] A项中表示碳的燃烧热时应该生成稳定的氧化物CO2;B项中燃烧反应为放热反应,则ΔHb
D.已知:①C(s,石墨)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1,②C(s,金刚石)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-395.0kJ·mol-1,则C(s,石墨)===C(s,金刚石) ΔH=+1.5kJ·mol-1
解析:浓酸、弱酸等发生酸碱中和时中和热不同;生成液态水放出更多,故-ba。反应热大小与条件无关,D项利用盖斯定律可求处算。
4.氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,热化学方程式为:______________________________ __________________________________________。
若1g水蒸气转化成液态水放热2.444kJ,则反应2H2(g)+O2(g)===2H2O(l)的ΔH=________kJ·mol-1,氢气的燃烧热为________kJ·mol-1。
解析:书写热化学方程式时要注意:化学计量数改变时,ΔH也同等倍数的改变,故生成水蒸气的热化学方程式可写成:
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-241.8kJ·mol-1或2H2(g)+O2(g)===2H2O(g) ΔH=-483.6kJ·mol-1等多种形式。36g的水蒸气变成36g液态水时放热36g×2.444kJ/g=88kJ,所以2mol H2燃烧生成2mol H2O(l)时,ΔH=-483.6kJ·mol-1-88kJ·mol-1=-571.6kJ·mol-1。氢气的燃烧热为1mol H2燃烧生成1mol H2O(l)时放出的热量,故氢气的燃烧热为=285.8kJ·mol-1。
答案:H2(g)+O2(g)===H2O(g)
ΔH=-241.8kJ·mol-1 -571.6 285.8
【生之学 师之导】
1.依据反应物与生成物的能量计算
ΔH=E生成物-E反应物。
2.依据反应物化学键断裂与生成物化学键形成过程中的能量变化计算
ΔH=反应物的化学键断裂吸收的能量-生成物的化学键形成释放的能量。
反应热的计算3.利用热化学方程式进行计算
先写出热化学方程式,再根据热化学方程式所体现的物质之间、物质与反应热之间的关系直接计算反应热。
4.依据燃烧热数据,利用公式直接计算反应热
Q=燃烧热×n(可燃物的物质的量)。
5.利用盖斯定律计算
应用盖斯定律常用以下两种方法。
(1)热化学方程式相加或相减,如由
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1;
C(s)+(g)===CO(g) ΔH2;
可得CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2
(2)合理设计反应途径如
由图可得:ΔH=ΔH1+ΔH2。
【例2】 (2012·河南商丘月考)已知:NH3·H2O(aq)与H2SO4(aq)反应生成1mol正盐的ΔH=-24.2kJ·mol-1;强酸、强碱的稀溶液反应的中和热的ΔH=-57.3kJ·mol-1。则NH3·H2O在水溶液中电离的ΔH等于(  )
A.-69.4kJ·mol-1
B.-45.2kJ·mol-1
C.+69.4kJ·mol-1
D.+45.2kJ·mol-1
[解析] 根据题意先写出热化学离子方程式:
NH3·H2O(aq)+H+(aq)===NH(aq)+H2O(l) ΔH=-12.1kJ·mol-1……①,H+(aq)+OH-(aq)===H2O(l) ΔH=-57.3kJ·mol-1……②。根据盖斯定律①-②得
NH3·H2O(aq)===NH(aq)+OH-(aq) ΔH=+45.2kJ·mol-1,由此可知选项D正确。
【生之习】
5.(2012·河南开封二模)已知断开或形成1mol化学键吸收或放出的能量称为化学键的键能,如H—H键的键能为436kJ·mol-1,N≡N键的键能为945kJ·mol-1,N—H键的键能为391kJ·mol-1。则下列有关工业合成氨反应的热化学方程式正确的是(  )
A.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-93kJ·mol-1
B.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=+1 471kJ·mol-1
C.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=+93kJ·mol-1
D.N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
ΔH=-1 471kJ·mol-1
解析:根据反应热和键能的关系可得,ΔH=945kJ·mol-1+3×436kJ·mol-1-6×391kJ·mol-1=-93kJ·mol-1。
6.白磷与氧可发生如下反应:P4+5O2===P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:P—P akJ·mol-1、P—O bkJ·mol-1、P===O ckJ·mol-1、O===O dkJ·mol-1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH,其中正确的是(  )
A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1
B.(4c+12b-6a-5d)kJ·mol-1
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol-1
D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol-1
解析:由图示的分子结构知,1mol P4含有6mol 的P—P,1mol P4O10含有4mol P===O,12mol P—O,所以化学键断裂吸收的能量为(6a+5d)kJ,化学键生成放出的能量为(12b+4c)kJ。
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol
CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(l)
ΔH=-890kJ/mol
现有H2和CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695kJ,则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是(  )
解析:设混合气体中H2为xmol,CH4为ymol。
xy=1.25∶3.75=1∶3。
[点评] 该题还可以用十字交叉法求解:
1mol混合气体完全燃烧放出的热量为=739kJ。
8.磷在氧气中燃烧,可能生成两种固态氧化物。3.1g的单质磷(P)在3.2g的氧气中燃烧,至反应物耗尽,并放出xkJ热量。
(1)通过计算确定反应物的组成(用化学式表示)是____________________________________,其相应的质量(g)为________。
(2)已知单质磷的燃烧热ykJ·mol-1,则1mol P与O2反应生成固态P2O3的反应热ΔH=____。
(3)写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式。
____________________________________________
解析:(1)根据(2)可得启示:磷燃烧生成的固态氧化物可能为P2O3和P2O5。由:
2P+O2===P2O3,4P+5O2===2P2O5,
而n(P)==0.1mol,
n(O2)==0.1mol,
(3)降温,化学平衡向放热反应方向移动。
(4)根据盖斯定律:一个化学反应不论是一步完成还是多步完成,其热效应总是相同的。
(5)PCl5和水的反应为水解反应。
[答案] (1)Cl2(g)+P(s)===PCl3(g)
ΔH=-306kJ·mol-1
(2)PCl5(g)===PCl3(g)+Cl2(g)
ΔH=93kJ·mol-1 25% 大于
(3)两步反应均为放热反应,降温有利于提高产率,防止产物分解
(4)-399kJ·mol-1 等于
(5)PCl5+4H2O===H3PO4+5HCl
党的十七大报告指出:“加强能源资源节约和生态环境保护,增强可持续发展能力。坚持节约资源和保护环境的基本国策,……发展环保产业。”
(1)下列有关做法不符合上述要求的是________。
A.将煤液化、气化,提高燃料的燃烧效率
B.安装汽车尾气催化转化装置,使之反应:4CO+2NO24CO2+N2
C.大力推广乙醇汽油的同时,研究开发太阳能汽车和氢燃料电池汽车
D.在水力发电、火力发电、核能发电和风力发电中要大力发展火力发电
(2)某学校课外兴趣小组为了研究家用煤的燃烧效率,甲、乙两组运用了两种不同的方法,他们都首先称量煤wg,在实验室中的密闭体系中燃烧,然后分别进行实验:
(已知:煤的燃烧效率=
甲:a.把燃烧后的气体物质通过足量的澄清石灰水,b.________,c.干燥,d.称量所得固体物质质量为ag;
乙:a.把产生的气体通过足量的碱石灰,b.通过灼热的CuO(已称量过质量为mg),c.称量反应后的固体的质量为bg。根据上述实验回答下列问题:
①甲实验中的步骤b的名称是________;
②通过甲组的实验能否得出燃烧效率:________(填“能”或“否”);
③结合甲、乙的数据可以得出该煤的燃烧效率,该煤的燃烧效率为________(用含w、a、m、b的表达式表示);
④该实验能同时测出煤中碳的含量吗?________(填“能”或“否”),碳的含量为________(用含w、a、m、b的表达式表示,如果不能测定出煤中碳的含量,该问不作答)。
(3)将煤转化为水煤气的主要化学反应为
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),C(s)、H2(g)和CO(g)完全燃烧的热化学方程式为:
C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-393.5kJ·mol-1①
H2(g)+O2(g)===H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1②
CO(g)+O2(g)===CO2(g) ΔH=-283.0kJ·mol-1③
①根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应的热化学方程式:_______________________________________________。
②水煤气不仅是优良的气体燃料,也是重要的有机化工原料,CO和H2在一定条件下可以合成:a.甲醇;b.甲醛;c.甲酸;d.乙酸。试分析当CO和H2按11的体积比混合反应。合成上述________(填序号)物质时,可以满足“绿色化学”的要求,完全利用原料中的原子,实现零排放。
解析:(1)A中将煤液化和气化,能有效提高煤的燃烧效率;B中对汽车尾气进行处理,符合环保要求;C中推广乙醇汽油,有利于减少污染物的排放量;D中火力发电的主要燃料是煤,其燃烧产生的SO2是大气污染物,CO2是温室气体,不利于环境保护。
(2)研究家用煤的燃烧效率就是研究碳燃烧后的产物,碳燃烧后的产物有三种可能CO、CO2或它们的混合物。甲组研究的是CO2,n(CO2)=;乙组研究的是CO,n(CO)=n(O)=。两组单独的过程都达不到实验目的。甲实验中的第b步骤操作是过滤;结合甲、乙两组的数据可以测定出煤中碳的含量。
(3)煤转化为水煤气的反应可由①-②-③得到,可得C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5kJ·mol-1,CO和H2按11反应合成物质时,可达到零排放,符合“绿色化学”的要求,则合成的物质的最简式应满足CH2O,则b、d符合。
答案:(1)D (2)①过滤 ②否 ③
④能 ×100%
(3)①C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5kJ·mol-1 ②b、d
某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH和NH3·H2O的形式存在,该废水的处理流程如下:
(1)过程Ⅰ:加NaOH溶液,调节pH至9后,升温到30℃,通空气将氨赶出并回收。
①用离子方程式表示加NaOH溶液的作用:________。
②用化学平衡原理解释通空气的目的:________。
(2)过程Ⅱ:在微生物作用的条件下,NH经过两步反应被氧化成NO。两步反应的能量变化示意图如下:
①第一步反应是________反应(选填“放热”或“吸热”),判断依据是________。
②1mol NH(aq)全部氧化成NO(aq)的热化学方程式是____________________________。
(3)过程Ⅲ:一定条件下,向废水中加入CH3OH,将HNO3还原成N2。若该反应消耗32g CH3OH转移6mol电子,则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是________。
解析:(1)①OH-与NH作用生成NH3·H2O;②通空气带走生成的NH3使平衡NH3·H2O??NH3+H2O正向移动。
(2)①反应物的能量比生成物的能量高,则为放热反应。
②由NH(aq)+1.5O2(g)===NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-273kJ/mol,
NO(aq)+0.5O2(g)===NO(aq) ΔH=-73kJ/mol。
将两式相加得:NH(aq)+2O2(g)===NO(aq)+2H+(aq)+H2O(l) ΔH=-346kJ/mol。
(3)反应为5CH3OH+6HNO3===3N2↑+5CO2↑+13H2O,参加反应的还原剂与氧化剂的物质的量之比为5∶6。
答案:(1)①NH+OH-??NH3·H2O
②废水中的NH3被空气带走,使NH3·H2O??NH3+H2O的平衡向正反应方向移动,利于除氨
(2)①放热 ΔH=-273kJ/mol<0(反应物的总能量大于生成物的总能量)
②NH(aq)+2O2(g)===2H+(aq)+NO(aq)+H2O(l)
ΔH=-346kJ/mol (3)5∶6
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