2013年我國煤炭產(chǎn)量35.2億噸,約占一次能源生產(chǎn)總量78.6%;煤炭消費總量35.7億噸,約占一次能源消費總量72.8%.中國富煤缺油少氣的能源資源狀況決定了在今后較長時期內(nèi),煤炭仍將是中國的主要能源.
Ⅰ.煤燃燒的反應熱可通過以下兩種途徑來利用:
a.利用煤在充足的空氣中直接燃燒產(chǎn)生的反應熱;
b.先使煤與水蒸氣反應得到氫氣和一氧化碳,然后使得到的氫氣和一氧化碳在充足的空氣中燃燒.
這兩個過程的熱化學方程式為:
a.C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=E1 ①
b.C(s)+H20(g)=CO(g)+H2(g)△H=E2 ②
H2(g)+
1
2
O2(g)=H2O(g)△H=E3
CO(g)+
1
2
O2(g)=C02(g)△H=E4 ④
請回答:
(1)與途徑a相比,途徑b有較多的優(yōu)點,即
 

(2)上述四個熱化學方程式中的哪個反應△H>0?
 

(3)等質量的煤分別通過以上兩條不同的途徑產(chǎn)生的可利用的總能量關系正確的是
 

A.a(chǎn)比b多       B.a(chǎn)比b少         C.a(chǎn)與b在理論上相同
(4)根據(jù)能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之間的關系為
 

Ⅱ.煤炭的燃燒產(chǎn)生的廢氣是大氣的主要污染來源.
(1)已知16g固體硫完全燃燒時放出148.4kJ的熱量,該反應的熱化學方程式是
 

(2)如圖是SO2生成SO3反應過程中能量變化的曲線圖.該反應的熱化學方程式為:
 

Ⅲ.煤炭在合成氨工業(yè)上用來生產(chǎn)原料氣氫氣和提供能量.已知:拆開1mol H-H鍵、1mol N-H鍵、1mol N≡N鍵需要的能量分別是436kJ、391kJ、946kJ,則1mol N2完全反應生成NH3的反應熱為
 
,1mol H2完全反應生成NH3所放出的熱量為
 
考點:反應熱和焓變,有關反應熱的計算,熱化學方程式
專題:化學反應中的能量變化
分析:Ⅰ、(1)固體燃料變?yōu)闅怏w燃料,能源利用率高,污染。
(2)燃燒反應均為放熱反應,C與水蒸氣的反應為吸熱反應;
(3)根據(jù)蓋斯定律可知,反應一步完成或分步完成,其熱效應相同;
(4)利用蓋斯定律來分析;
Ⅱ、(1)16g固體硫完全燃燒時放出148.4kJ的熱量,32g固體硫完全燃燒放熱296.8 kJ,依據(jù)熱化學方程式書寫方法寫出,標注物質聚集狀態(tài)和反應焓變;
(2)圖象分析可知是1molSO2和0.5mol氧氣完全反應生成1molSO3,反應是放熱反應,反應的焓變△H=501KJ/mol-600KJ/mol=99KJ/mol,據(jù)此寫出反應的熱化學方程式;
Ⅲ、化學反應中,化學鍵斷裂吸收能量,形成新化學鍵放出能量,根據(jù)方程式計算分別吸收和放出的能量,以此計算反應焓變=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和,依據(jù)熱化學方程式計算1mol H2完全反應生成NH3所放出的熱量.
解答: 解:Ⅰ、(1)固體煤經(jīng)處理變成氣體燃料后,不僅可以大大減少SO2和煙塵對空氣造成的污染,而且燃燒效率高,也便于運輸,
故答案為:燃燒效率高,變成氣體后,燃燒充分,運輸方便等; 
(2)①③④為燃燒反應,所以放熱反應,②為吸熱反應,故答案為:②;
(3)由蓋斯定律可知,反應一步完成或分步完成,其熱效應相同,則等質量的煤分別通過以上兩條不同的途徑產(chǎn)生的可利用的總能量相同,
故答案為:C;  
(4)由蓋斯定律可知,①=②+③+④,則能量為E1=E2+E3+E4,故答案為:E1=E2+E3+E4
Ⅱ.(1)16g固體硫完全燃燒時放出148.4kJ的熱量,32g固體硫完全燃燒放熱296.8 kJ,熱化學方程式為:S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-296.8 kJ?mol-1
故答案為:S(s)+O2(g)═SO2(g)△H=-296.8 kJ?mol-1 ;
(2)圖象分析可知,圖象中表示的是1molSO2和0.5mol氧氣完全反應生成1molSO3,反應是放熱反應,反應的焓變△H=501KJ/mol-600KJ/mol=99KJ/mol,2mol二氧化硫全部反應放熱198 kJ;寫出反應的熱化學方程式為:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-198 kJ?mol-1 ,
故答案為:2SO2(g)+O2(g)?2SO3(g)△H=-198 kJ?mol-1 ;
Ⅲ.已知:拆開1mol H-H鍵、1mol N-H鍵、1mol N≡N鍵需要的能量分別是436kJ、391kJ、946kJ,化學反應為N2+3H2=2NH3,反應的焓變=946kJ+3×436kJ-2×3×
391kJ=-92KJ/mol,則1mol N2完全反應生成NH3的反應熱為:-92 kJ?mol-1 ;依據(jù)反應的化學方程式計算1mol氫氣完全燃燒放熱
92KJ
3
=30.7KJ,
故答案為:-92 kJ?mol-1;30.7 kJ.
點評:本題考查化學反應中的能量變化及利用蓋斯定律確定反應及其能量的關系,注意鍵能計算焓變的方法,題目難度中等,注重基礎知識的考查.
練習冊系列答案
相關習題

科目:高中化學 來源: 題型:

用NA表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述正確的是( 。
A、常溫常壓下,22.4L H2含有的分子數(shù)為NA
B、25℃、101KPa時,1mol CO2氣體所占有的體積約為22.4L
C、標準狀況下,4.0g NaOH含有的Na+離子數(shù)為0.1NA
D、物質的量濃度為0.5mol/L的MgCl2溶液中,含有Cl-個數(shù)為1NA

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科目:高中化學 來源: 題型:

下列實驗操作或實驗方案設計不正確的有( 。
①欲使酯化反應生成的酯分離并提純,可以將彎導管伸入飽和Na2CO3溶液的液面下,再用分液漏斗分離
②實驗室制乙炔時用飽和食鹽水與電石反應,并用硫酸銅溶液除雜質
③只用水一種試劑鑒別乙醇、甲苯、硝基苯
④用裂化汽油萃取碘酒中的碘
⑤檢驗溴乙烷中的溴元素:向NaOH溶液中先加幾滴溴乙烷,加熱,充分反應后,冷卻,再加入AgNO3溶液,觀察現(xiàn)象.
A、①④⑤B、③④⑤
C、②③D、④⑤

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科目:高中化學 來源: 題型:

某待測液中可能含有Ag+、Fe3+、K+、Ba2+、NH4+ 等離子,進行如下實驗:
(1)加入過量的稀鹽酸,有白色沉淀生成.
(2)過濾,在濾液中加入過量的稀硫酸,又有白色沉淀生成.
(3)過濾,取少量濾液,滴入2滴KSCN溶液,沒有明顯的現(xiàn)象出現(xiàn).
(4)另取少量步驟(3)中的濾液,加入NaOH溶液至使溶液呈堿性,加熱,可產(chǎn)生使?jié)駶櫟募t色石蕊試紙變藍色的氣體.
根據(jù)實驗現(xiàn)象回答:待測液中一定含有
 
離子;一定不含有
 
離子;還有
 
離子不能確定是否存在,要檢驗這些離子的實驗方法是
 
,操作是
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

用高錳酸鉀氧化密度為1.19g/cm3,質量分數(shù)為36.5%的鹽酸.反應如下:2KMnO4+16HCl=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O
求:(1)被15.8gKMnO4氧化的鹽酸的體積;
(2)生成Cl2在標況下的體積;
(3)反應中轉移的電子總數(shù).

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科目:高中化學 來源: 題型:

前段時間席卷我國大部的霧霾天氣給人們的生產(chǎn)生活帶來了極大的影響,據(jù)統(tǒng)計我國部分城市霧霾天占全年一半,引起霧霾的PM2.5微細粒子包含(NH42SO4、NH4NO3、金屬氧化物、有機顆粒物及揚塵等.
(1)有機顆粒物的產(chǎn)生主要是由于不完全燃燒導致的相關熱化學方程式如下:
①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H1=-94kJ?mol-1;②C8H16(l)+12O2(g)=8CO2(g)+8H2O(l)△H2=-1124kJ?mol-1
③C8H16(l)+4O2=8C(g)+8H2O(l)△H3=
 
kJ?mol-1
(2)納米二氧化鈦可光解揮發(fā)性有機污染物(VOCs),若無水蒸氣存在,三氯乙烯降解反應為:C2HCl3+2O2→2CO2+HCl+Cl2,若有足夠量的降解后的尾氣,實驗室檢驗產(chǎn)物中有氯氣的簡單方法是:
 
;通過質譜儀發(fā)現(xiàn)還有多種副反物,其中之一為:,則該有機物核磁共振氫譜有
 
個峰.
已知:Cu(OH)2是二元弱堿;亞磷酸(H3PO3)是二元弱酸,與NaOH溶液反應,生成Na2HPO3
(3)在銅鹽溶液中Cu2+發(fā)生水解反應的離子方程式為
 
,該反應的平衡常數(shù)為
 
;(已知:25℃時,Ksp[Cu(OH)2]=2.0×10-20mol3/L3
(4)電解Na2HPO3溶液可得到亞磷酸,裝置如圖(說明:陽膜只允許陽離子通過,陰膜只允許陰離子通過)
①陽極的電極反應式為
 

②產(chǎn)品室中反應的離子方程式為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

物質(t-BuNO)2在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應:(t-BuNO)2?2(t-BuNO).
(1)當(t-BuNO)2的起始濃度(c0)為0.50mol?L-1時,實驗測得20℃時的平衡轉化率(α)是65%.通過列式并計算20℃時上述反應的平衡常數(shù)K=
 
.(保留小數(shù)點后一位)
(2)一定溫度下,隨著(t-BuNO)2的起始濃度增大,其平衡轉化率
 
(填“增大”、“不變”或“減小”).已知20℃時該反應在CCl4溶劑中的平衡常數(shù)為1.9,若將反應溶劑正庚烷改成CCl4,并保持(t-BuNO)2起始濃度相同,則它在CCl4溶劑中的平衡轉化率
 
(填“大于”、“等于”或“小于”)其在正庚烷溶劑中的平衡轉化率.
(3)實驗測得該反應的△H=+50.5kJ?mol-1,活化能Ea=90.4kJ?mol-1.下列能量關系圖合理的是
 


(4)該反應的△S
 
0(填“>”、“<”或“=”).在
 
(填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應自發(fā)進行.

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科目:高中化學 來源: 題型:

(1)已知下列變化過程中,0.2mol R2O72-與0.6mol K2SO3恰好反應,則R被還原的價態(tài)為
 

(2)在100mL 0.100mol?L-1的FeBr2溶液中通入Cl2,若要使Fe2+剛好反應完全,則需標準狀況下Cl2
 
 mL.
(3)某反應中反應物與生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質X.
①已知KBrO3在反應中得到電子,則該反應的還原劑是
 

②已知0.2mol KBrO3在反應中得到1mol電子生成X,則X的化學式為
 

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科目:高中化學 來源: 題型:

已知A~K均為中學化學中的常見物質,它們之間的轉化關系如圖所示,其中A、D為金屬單質,反應過程中生成的水及其他部分產(chǎn)物已略去.

請回答以下問題;
(1)C是
 
,H是
 
(填化學式).
(2)A粉末與B的混合物通常叫
 
(填名稱).
(3)A與B在高溫下反應的化學方程式為
 

(4)向F中通入足量C02生成K的離子方程式為
 

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