在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为： 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g), △H= -566kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)=C - 高中化学试题 - 超级试练试题库

题目

题型：不详难度：来源：

在一定条件下，CO和CH₄燃烧的热化学方程式分别为：
2CO(g)+O₂(g)=2CO₂(g), △H= -566kJ·mol^-1
CH₄(g)+2O₂(g)=CO₂(g)+2H₂O(l), △H= -890kJ·mol^-1
由1 mol CO和3 mol CH₄组成的混和气体在上述条件下完全燃烧时，释放的热量为（）

A．2912 kJ

B．2953 kJ

C．3236 kJ

D．3867 kJ

答案

解析

试题分析：1 mol CO完全燃烧时释放的热量是566kJ·mol^-1/2×1mol=283kJ，3 mol CH₄完全燃烧时释放的热量是890kJ·mol^-1×3mol=2670kJ，放出的总热量是283kJ+2670kJ=2953kJ，答案选B。

核心考点

试题【在一定条件下，CO和CH4燃烧的热化学方程式分别为： 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g), △H= -566kJ·mol-1CH4(g)+2O2(g)=C】；主要考察你对焓变、反应热等知识点的理解。[详细]

举一反三

把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径I： C(s)＋O₂(g) = CO₂(g)
途径II：先制水煤气： C(s) + H₂O(g) =" CO(g)" + H₂(g)
燃烧水煤气：2 CO(g) + O₂(g) = 2CO₂(g)；
2H₂(g)+O₂(g) =2H₂O(g)
已知：①C(s)＋O₂(g)=CO₂(g)；△H₁=－393.5 kJ·mol^-1
②H₂(g)+1/2O₂(g)=H₂O(g)；△H₂=－241.8kJ·mol^-1
③CO(g)+ 1/2O₂ (g) =CO₂(g)；△H₃=－283.0kJ·mol^-1
请回答下列问题：
（1）CO(g) + H₂O(g) = H₂(g) + CO₂(g) 是       （填“放热反应”或“吸热反应”）
（2）根据盖斯定律，煤和气态水生成水煤气的反应热△H=                    。
（3）根据两种途径，下列说法错误的是（   ）

A．途径II制水煤气时增加能耗，故途径II的做法不可取

B．与途径I相比，途径II可以减少对环境的污染

C．与途径I相比，途径II可以提高煤的燃烧效率

D．将煤转化为水煤气后，便于通过管道进行运输

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利用N₂和H₂可以实现NH₃的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题：
（1）已知：N₂(g)+O₂(g) = 2NO(g) △H=+180．5kJ/mol
N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g)    △H=－92．4kJ/mol
2H₂(g)+O₂(g) = 2H₂O(g)         △H=－483．6kJ/mol
写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为
           。
（2）某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对N₂(g)+3H₂(g)

2NH₃(g)反应的影响。
实验结果如图所示：

（图中T表示温度，n表示物质的量）
①图像中T₂和T₁的关系是：T₂          T₁（填“高于”“低于”“等于”“无法确定”）
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N₂的转化率最高的是（填字母）。                     。
③若容器容积为1L，在起始体系中加入1mol N₂，n=3mol反应达到平衡时H₂的转化率为60%，则此条件下（T₂），反应的平衡常数K=               。保持容器体积不变，再向容器中加入1mol N₂，3mol H₂反应达到平衡时，氢气的转化率将
（填“增大”、“减”或“不变”）。
（3）N₂O₅是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。
①一定温度下，在恒容密闭容器中N₂O₅可发生下列反应：
2N₂O₅(g)

4NO₂(g)＋O₂(g) ΔH＞0下表为反应在T₁温度下的部分实验数据

t/s	0	50	100
c(N₂O₅)/mol·L^—1	5．0	3．5	2．4

则50s内NO₂的平均生成速率为。
②现以H₂、O₂、熔融盐Na₂CO₃组成的燃料电池，采用电解法制备N₂O₅，装置如图所示，其中Y为CO₂。

写出石墨I电极上发生反应的电极反应式。
在电解池中生成N₂O₅的电极反应式为。

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甲醇是一种可再生的优质燃料，用途广泛，研究其作用具有广阔前景。
（1）已知在常温常压下，测得反应的反应热如下：
① 2CH₃OH(l)+ 3O₂(g)

2CO₂(g) +4H₂O(g) ∆H₁= －1275．6 kJ/mol
② 2CO(g) +O₂(g)

2CO₂(g) ∆H₂=－566．0 kJ/mol
CH₃OH不完全燃烧生成CO和气态水的热化学方程式是。
（2）工业上生产甲醇的反应如下：CO₂(g) + 3H₂(g)

CH₃OH(g)+ H₂O(g) ∆H = －49 kJ/mol
在某温度下，容积均为1 L的A、B两个容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容。容器B中经10 s后达到平衡。达到平衡时的有关数据如下表：

容器	A	B
反应物投入量	1 mol CO₂(g)和3 mol H₂(g)	1 mol CH₃OH(g)和1 mol H₂O(g)
反应能量变化	放出αkJ热量	吸收19．6 kJ热量

①从反应开始至达到平衡时，容器B中CH₃OH的平均反应速率为       。
②该温度下，B容器中反应的化学平衡常数的数值为       。
③α＝       。
④下列措施能使容器A中甲醇的产率增大的是       。
a．升高温度                b．将水蒸气从体系分离
c．用更有效的催化剂        d．将容器的容积缩小一半
（3）我国科学院化学研究所在甲醇燃料电池技术方面获得新突破，组装出了自呼吸电池。甲醇燃料电池的工作原理如下图所示。

① 该电池工作时，b口通入的物质为。
② 该电池正极的电极反应式为。

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汽车尾气中的NO_x是大气污染物之一，科学家们在尝试用更科学的方法将NO_x转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。
（1）压缩天然气（CNG）汽车的优点之一是利用催化技术能够将NO_x转变成无毒的CO₂和N₂。
①CH₄(g)＋4NO₂(g)

4NO(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) △H₁＜0
②CH₄(g)＋4NO(g)

2N₂(g)＋CO₂(g)＋2H₂O(g) △H₂＜0
③CH₄(g) ＋2NO₂(g)

N₂(g) ＋CO₂(g) ＋2H₂O(g) △H₃＝。（用△H₁和△H₂表示）
（2）在恒压下，将CH₄(g)和NO₂(g)置于密闭容器中发生化学反应③，在不同温度、不同投料比时，NO₂的平衡转化率见下表：

投料比[n(NO₂) / n(CH₄)]	400 K	500 K	600 K
1	60%	43%	28%
2	45%	33%	20%

①写出该反应平衡常数的表达式K=         。
②若温度不变，提高[n(NO₂) / n(CH₄)]投料比，则K将         。（填“增大”、“减小”或“不变”。）
③400 K时，将投料比为1的NO₂和CH₄的混合气体共0.04 mol，充入一装有催化剂的容器中，充分反应后，平衡时NO₂的体积分数        。
（3）连续自动监测氮氧化物（NO_x）的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1

图1                                    图2
①NiO电极上NO发生的电极反应式：                                。
②收集某汽车尾气经测量NO_x的含量为1.12%（体积分数），若用甲烷将其完全转化为无害气体，处理1×10⁴L（标准状况下）该尾气需要甲烷30g，则尾气中V(NO)︰V(NO₂)=
（4）在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH₄，然后再分别充入等量的NO和NO₂。在不同温度下，同时分别发生②③两个反应：并在t秒时测定其中NO_x转化率，绘得图象如图2所示：
①从图中可以得出的结论是
结论一：相同温度下NO转化效率比NO₂的低
结论二：在250℃-450℃时，NO_x转化率随温度升高而增大，450℃-600℃时NO_x转化率随温度升高而减小
结论二的原因是
②在上述NO₂和CH₄反应中，提高NO₂转化率的措施有_________。(填编号)
A．改用高效催化剂     B．降低温度     C.分离出H₂O(g)       D．增大压强
E．增加原催化剂的表面积   F．减小投料比[n(NO₂) / n(CH₄)]

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2013年雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)+2CO

2CO₂(g)+N₂(g)
①对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强（PB）代替物质的量浓度（CB）也可以表示平衡常数（记作K_P），则该反应的KP=- 。
②该反应在低温下能自发进行，该反应的ΔH 0。（选填“>”、“<”）
③在某一绝热、恒容的密闭容器中充入一定量的NO、CO发生上述反应，测得正反应的速率随时间变化的曲线如图所示（已知：t₂ --t_l=t₃－t₂）。

则下列说法不正确的是。（填编号）
A．反应在c点未达到平衡状态
B．反应速率a点小于b点
C．反应物浓度a点大于b点
D．NO的转化率：t_l～t₂>t₂～t₃
（2）煤的综合利用、使用清洁能源等有利于减少环境污染。合成氨工业原料气的来源之一水煤气法，在催化剂存在条件下有下列反应：
①

②

③

①△H₃和△H₁、△H₂的关系为△H₃= 。
②在恒温条件下，将l mol CO和1 mol H₂O（g）充入某固定容积的反应容器，达到平衡时有50%的CO转化为CO₂。在t_l时保持温度不变，再充入1 mol H₂O（g），请在图中画出t_l时刻后H₂的体积分数变化趋势曲线。

③甲醇汽油可’以减少汽车尾气对环境的污染。
某化工厂用水煤气为原料合成甲醇，恒温条件下，在体积可变的密闭容器中发生反应：CO(g)+2H₂(g)

CH₃OH(g)到达平衡时，测得CO、H₂、CH₃OH分别为1 mol、1 mol、1 mol，容器的体积为3L，现往容器中继续通人3 mol CO，此时v（正） v（逆）（选填‘‘>”、“<’’或“=”），判断的理由。

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