“氢能”将是未来最理想的新能源。
Ⅰ.实验测得,1g氢气燃烧生成液态水时放出142.9kJ热量,则氢气燃烧的热化学方程式为_______。(填序号)
A.2H2(g)+O2(g) ![]() |
B.H2(g)+1/2 O2(g) ![]() |
C.2H2+O2![]() |
D.H2(g)+1/2 O2(g) ![]() |
Ⅱ.某化学家根据“原子经济”的思想,设计了如下制备H2的反应步骤
①CaBr2+H2OCaO+2HBr ②2HBr+Hg
HgBr2+H2
③HgBr2+___________________ ④2HgO
2Hg+O2↑
请你根据“原子经济”的思想完成上述步骤③的化学方程式:____________。
根据“绿色化学”的思想评估该方法制H2的主要缺点:______________。
Ⅲ.利用核能把水分解制氢气,是目前正在研究的课题。下图是其中的一种流程,其中用了过量的碘。(提示:反应②的产物是O2、SO2和H2O)
完成下列反应的化学方程式:
反应①__________________________;反应②__________________________。
此法制取氢气的最大优点是_______________________________________________。
Ⅳ.氢气通常用生产水煤气的方法制得。其中CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g); △H<0。
在850℃时,K=1。
(1)若升高温度到950℃时,达到平衡时K______1(填“大于”、“小于”或“等于”)
(2)850℃时,若向一容积可变的密闭容器中同时充入 1.0 mol CO、3.0molH2O、1.0mol CO2和 x mol H2,则:
①当x=5.0时,上述平衡向___________(填正反应或逆反应)方向进行。
②若要使上述反应开始时向正反应方向进行,则x应满足的条件是__________。
(3)在850℃时,若设x=5.0 mol和x=6.0mol,其它物质的投料不变,当上述反应达到平衡后,测得H2的体积分数分别为a%、b%,则a _______ b(填“大于”、“小于”或“等于”)。
Ⅴ.氢气还原氧化铜所得的红色固体可能是铜与氧化亚铜的混合物,已知Cu2O在酸性溶液中可发生自身氧化还原反应,生成Cu2+和单质铜。
(1)现有8克氧化铜被氢气还原后,得到红色固体6.8克,其中含单质铜与氧化亚铜的物质的量之比是 ;
(2)若将6.8克上述混合物与足量的稀硫酸充分反应后过滤,可得到固体 g;
(3)若将6.8克上述混合物与一定量的浓硝酸充分反应,
①生成标准状况下1.568升的气体(不考虑NO2的溶解,也不考虑NO2与N2O4的转化),则该气体的成分是 ,其物质的量之比是 ;
②把得到的溶液小心蒸发浓缩,把析出的晶体过滤,得晶体23.68g。经分析,原溶液中的Cu2+有20%残留在母液中。求所得晶体的化学式
(10分)“低碳循环”引起各国的高度重视,已知煤、甲烷等可以与水蒸气反应生成以CO
和H2为主的合成气,合成气有广泛应用。试回答下列问题:
(1)高炉炼铁基本反应为:FeO(s)+CO(g) Fe(s)+CO2(g) ΔH>0。已知在1 100 ℃时,该反应的化学平衡常数K=0.263。
①温度升高,化学平衡移动后达到新的平衡,此时平衡常数K值(填“增大”、“减小”或“不变”);
②1100 ℃时测得高炉中,c(CO2)="0.025" mol·L-1,c(CO)="0.1" mol·L-1,则在这种情况下,该反应向进行(填“左”或“右”),判断依据是。
(2)目前工业上也可用CO2来生产燃料甲醇,有关反应为:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ·mol-1,现向体积为1 L的密闭容器中,充入1 mol CO2和3 mol H2,反应过程中测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间的变化如图所示。
①从反应开始到平衡,氢气的平均反应速率v(H2)=。
②反应达到平衡后,下列措施能使[CH3OH]∕[CO2]增大的是(填符号)。
A.升高温度 |
B.再充入H2 |
C.再充入CO2 |
D.将H2O(g)从体系中分离 |
E.充入He(g)
根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3和TiO2)表面与水发生反应:
2N2(g)+6H2O(l)4NH3(g)+3O2(g) ΔH=" +" 1 530 kJ/mol
又知:H2O(l)H2O(g)ΔH=" +" 44.0 kJ/mol
则2N2(g)+6H2O(g)4NH3(g)+3O2(g) ΔH=kJ/mol,该反应的化学平衡常数表达式为K=,控制其他条件不变,增大压强,K值(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(12分)
(1)化学平衡常数K表示可逆反应的进行程度,K值越大,表示可逆反应进行得越完全,K值大小与温度的关系是:温度升高,K值(填“一定增大”、“一定减小”或“可能增大也可能减小”)。
(2)在一体积为10 L的容器中,通入一定量的CO和H2O,在800℃时发生如下反应:
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)ΔH<0,CO和H2O的物质的量浓度变化如图所示,则:
①0~4 min时间段平均反应速率v(CO)=mol·L-1·min-1。
②在800℃时该反应的化学平衡常数K=(要求写出表达式及数值),CO的转化率=。
③在800℃时,若反应开始时此容器中CO和H2O的浓度分别为0.20 mol·L-1和0.80 mol·L-1,则达到平衡时CO转化为CO2的转化率是。
甲醇是一种可再生能源,具有开发和应用的广阔前景,工业上一般可采用如下反应来合成甲醇:2H2(g) + CO(g) CH3OH(g)
(1)下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 |
250℃ |
300℃ |
350℃ |
K |
2.041 |
0.270 |
0.012 |
①该反应的平衡常数表达式K=,△H0(填“>”、“<”或“=”)。
②300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,
对平衡体系产生的影响是(填字母)。
A.c(H2)减少
B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH 的物质的量增加
D.重新平衡时c(H2)/ c(CH3OH)减小
③其他条件相同时,在上述三个温度下分别发生该反应。300℃时,H2的转化率随时间的变化如图所示,请补充完成250℃、350℃时H2的转化率随时间的变化示意图。
(2)已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =-a kJ·mol-1
② 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)ΔH =-b kJ·mol-1
③ H2O(g)= H2O(l)ΔH=-c kJ·mol-1
则,CH3OH(l)+O2(g) =CO(g)+2H2O(l)ΔH=kJ·mol-1。
计算下列各小题:
(1)某温度时,测得0.01 mol/L的NaOH溶液pH为11求该温度下水的离子积常数Kw
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合溶液为中性,且a=12,b=2,求Va ∶Vb。
②若所得混合溶液的pH=10,且a=12,b=2,求Va∶Vb。