2013年我國(guó)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(fèi)總量35.7億噸,約占一次能源消費(fèi)總量72.8%.中國(guó)富煤缺油少氣的能源資源狀況決定了在今后較長(zhǎng)時(shí)期內(nèi),煤炭仍將是中國(guó)的主要能源.
Ⅰ.煤燃燒的反應(yīng)熱可通過(guò)以下兩種途徑來(lái)利用:
a.利用煤在充足的空氣中直接燃燒產(chǎn)生的反應(yīng)熱;
b.先使煤與水蒸氣反應(yīng)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(gè)過(guò)程的熱化學(xué)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(qǐng)回答:
(1)與途徑a相比,途徑b有較多的優(yōu)點(diǎn),即
 

(2)上述四個(gè)熱化學(xué)方程式中的哪個(gè)反應(yīng)△H>0?
 

(3)等質(zhì)量的煤分別通過(guò)以上兩條不同的途徑產(chǎn)生的可利用的總能量關(guān)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(guān)系為
 

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

(2)如圖是SO2生成SO3反應(yīng)過(guò)程中能量變化的曲線圖.該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為:
 

Ⅲ.煤炭在合成氨工業(yè)上用來(lái)生產(chǎn)原料氣氫氣和提供能量.已知:拆開(kāi)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(yīng)生成NH3的反應(yīng)熱為
 
,1mol H2完全反應(yīng)生成NH3所放出的熱量為
 
考點(diǎn):反應(yīng)熱和焓變,有關(guān)反應(yīng)熱的計(jì)算,熱化學(xué)方程式
專題:化學(xué)反應(yīng)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(yīng)均為放熱反應(yīng),C與水蒸氣的反應(yīng)為吸熱反應(yīng);
(3)根據(jù)蓋斯定律可知,反應(yīng)一步完成或分步完成,其熱效應(yīng)相同;
(4)利用蓋斯定律來(lái)分析;
Ⅱ、(1)16g固體硫完全燃燒時(shí)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(xué)方程式書(shū)寫(xiě)方法寫(xiě)出,標(biāo)注物質(zhì)聚集狀態(tài)和反應(yīng)焓變;
(2)圖象分析可知是1molSO2和0.5mol氧氣完全反應(yīng)生成1molSO3,反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)的焓變△H=501KJ/mol-600KJ/mol=99KJ/mol,據(jù)此寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)方程式;
Ⅲ、化學(xué)反應(yīng)中,化學(xué)鍵斷裂吸收能量,形成新化學(xué)鍵放出能量,根據(jù)方程式計(jì)算分別吸收和放出的能量,以此計(jì)算反應(yīng)焓變=反應(yīng)物鍵能總和-生成物鍵能總和,依據(jù)熱化學(xué)方程式計(jì)算1mol H2完全反應(yīng)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(duì)空氣造成的污染,而且燃燒效率高,也便于運(yùn)輸,
故答案為:燃燒效率高,變成氣體后,燃燒充分,運(yùn)輸方便等; 
(2)①③④為燃燒反應(yīng),所以放熱反應(yīng),②為吸熱反應(yīng),故答案為:②;
(3)由蓋斯定律可知,反應(yīng)一步完成或分步完成,其熱效應(yīng)相同,則等質(zhì)量的煤分別通過(guò)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(shí)放出148.4kJ的熱量,32g固體硫完全燃燒放熱296.8 kJ,熱化學(xué)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(yīng)生成1molSO3,反應(yīng)是放熱反應(yīng),反應(yīng)的焓變△H=501KJ/mol-600KJ/mol=99KJ/mol,2mol二氧化硫全部反應(yīng)放熱198 kJ;寫(xiě)出反應(yīng)的熱化學(xué)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(kāi)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(xué)反應(yīng)為N2+3H2=2NH3,反應(yīng)的焓變=946kJ+3×436kJ-2×3×
391kJ=-92KJ/mol,則1mol N2完全反應(yīng)生成NH3的反應(yīng)熱為:-92 kJ?mol-1 ;依據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式計(jì)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(diǎn)評(píng):本題考查化學(xué)反應(yīng)中的能量變化及利用蓋斯定律確定反應(yīng)及其能量的關(guān)系,注意鍵能計(jì)算焓變的方法,題目難度中等,注重基礎(chǔ)知識(shí)的考查.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中化學(xué) 來(lái)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(shí),1mol CO2氣體所占有的體積約為22.4L
C、標(biāo)準(zhǔn)狀況下,4.0g NaOH含有的Na+離子數(shù)為0.1NA
D、物質(zhì)的量濃度為0.5mol/L的MgCl2溶液中,含有Cl-個(gè)數(shù)為1NA

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

下列實(shí)驗(yàn)操作或?qū)嶒?yàn)方案設(shè)計(jì)不正確的有( 。
①欲使酯化反應(yīng)生成的酯分離并提純,可以將彎導(dǎo)管伸入飽和Na2CO3溶液的液面下,再用分液漏斗分離
②實(shí)驗(yàn)室制乙炔時(shí)用飽和食鹽水與電石反應(yīng),并用硫酸銅溶液除雜質(zhì)
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(yàn)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(yīng)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(xué) 來(lái)源: 題型:

某待測(cè)液中可能含有Ag+、Fe3+、K+、Ba2+、NH4+ 等離子,進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn):
(1)加入過(guò)量的稀鹽酸,有白色沉淀生成.
(2)過(guò)濾,在濾液中加入過(guò)量的稀硫酸,又有白色沉淀生成.
(3)過(guò)濾,取少量濾液,滴入2滴KSCN溶液,沒(méi)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?rùn)的紅色石蕊試紙變藍(lán)色的氣體.
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答:待測(cè)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(yàn)這些離子的實(shí)驗(yàn)方法是
 
,操作是
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

用高錳酸鉀氧化密度為1.19g/cm3,質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36.5%的鹽酸.反應(yīng)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(biāo)況下的體積;
(3)反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子總數(shù).

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

前段時(shí)間席卷我國(guó)大部的霧霾天氣給人們的生產(chǎn)生活帶來(lái)了極大的影響,據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)部分城市霧霾天占全年一半,引起霧霾的PM2.5微細(xì)粒子包含(NH42SO4、NH4NO3、金屬氧化物、有機(jī)顆粒物及揚(yáng)塵等.
(1)有機(jī)顆粒物的產(chǎn)生主要是由于不完全燃燒導(dǎo)致的相關(guān)熱化學(xué)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(jī)污染物(VOCs),若無(wú)水蒸氣存在,三氯乙烯降解反應(yīng)為:C2HCl3+2O2→2CO2+HCl+Cl2,若有足夠量的降解后的尾氣,實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)產(chǎn)物中有氯氣的簡(jiǎn)單方法是:
 
;通過(guò)質(zhì)譜儀發(fā)現(xiàn)還有多種副反物,其中之一為:,則該有機(jī)物核磁共振氫譜有
 
個(gè)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(yīng),生成Na2HPO3
(3)在銅鹽溶液中Cu2+發(fā)生水解反應(yīng)的離子方程式為
 
,該反應(yīng)的平衡常數(shù)為
 
;(已知:25℃時(shí),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(shuō)明:陽(yáng)膜只允許陽(yáng)離子通過(guò),陰膜只允許陰離子通過(guò))
①陽(yáng)極的電極反應(yīng)式為
 

②產(chǎn)品室中反應(yīng)的離子方程式為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

物質(zhì)(t-BuNO)2在正庚烷溶劑中發(fā)生如下反應(yīng):(t-BuNO)2?2(t-BuNO).
(1)當(dāng)(t-BuNO)2的起始濃度(c0)為0.50mol?L-1時(shí),實(shí)驗(yàn)測(cè)得20℃時(shí)的平衡轉(zhuǎn)化率(α)是65%.通過(guò)列式并計(jì)算20℃時(shí)上述反應(yīng)的平衡常數(shù)K=
 
.(保留小數(shù)點(diǎn)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(zhuǎn)化率
 
(填“增大”、“不變”或“減小”).已知20℃時(shí)該反應(yīng)在CCl4溶劑中的平衡常數(shù)為1.9,若將反應(yīng)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(zhuǎn)化率
 
(填“大于”、“等于”或“小于”)其在正庚烷溶劑中的平衡轉(zhuǎn)化率.
(3)實(shí)驗(yàn)測(cè)得該反應(yīng)的△H=+50.5kJ?mol-1,活化能Ea=90.4kJ?mol-1.下列能量關(guān)系圖合理的是
 


(4)該反應(yīng)的△S
 
0(填“>”、“<”或“=”).在
 
(填“較高”或“較低”)溫度下有利于該反應(yīng)自發(fā)進(jìn)行.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

(1)已知下列變化過(guò)程中,0.2mol R2O72-與0.6mol K2SO3恰好反應(yīng),則R被還原的價(jià)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(yīng)完全,則需標(biāo)準(zhǔn)狀況下Cl2
 
 mL.
(3)某反應(yīng)中反應(yīng)物與生成物有:AsH3、H2SO4、KBrO3、K2SO4、H3AsO4、H2O和一種未知物質(zhì)X.
①已知KBrO3在反應(yīng)中得到電子,則該反應(yīng)的還原劑是
 

②已知0.2mol KBrO3在反應(yīng)中得到1mol電子生成X,則X的化學(xué)式為
 

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:

已知A~K均為中學(xué)化學(xué)中的常見(jiàn)物質(zhì),它們之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示,其中A、D為金屬單質(zhì),反應(yīng)過(guò)程中生成的水及其他部分產(chǎn)物已略去.

請(qǐng)回答以下問(wèn)題;
(1)C是
 
,H是
 
(填化學(xué)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(yīng)的化學(xué)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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同步練習(xí)冊(cè)答案