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把煤作為燃料可通過下列兩種途徑：
途徑I：  C(s)＋O2(g) = CO2(g)
途徑II：先制水煤氣： C(s) + H2O(g) =" CO(g)" + H2(g)
燃燒水煤氣：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
請回答下列問題：
（1）CO(g) + H2O(g) = H2(g) + CO2(g) 是       （填“放熱反應”或“吸熱反應”）
（2）根據蓋斯定律，煤和氣態(tài)水生成水煤氣的反應熱△H=                    。
（3）根據兩種途徑，下列說法錯誤的是（   ）              

A．途徑II制水煤氣時增加能耗，故途徑II的做法不可取
B．與途徑I相比，途徑II可以減少對環(huán)境的污染
C．與途徑I相比，途徑II可以提高煤的燃燒效率
D．將煤轉化為水煤氣后，便于通過管道進行運輸

（1）放熱反應
（2）131.3kJ/mol
(3)A

解析試題分析：（1）③-②可得目標方程式的熱效應，ΔH=－283.0kJ·mol-1-（－241.8kJ·mol-1）<0,所以該反應為放熱反應；
（2）根據蓋斯定律，煤和氣態(tài)水生成水煤氣的反應熱△H=①-②-③=－393.5 kJ·mol-1-（－241.8kJ·mol-1）-（－283.0kJ·mol-1）=131.3kJ/mol
（3）A、根據蓋斯定律，無論是途徑I還是途徑II，最終碳燃燒的熱效應是相同的，錯誤；B、碳直接燃燒會造成燃燒不充分，且產物中可能含二氧化硫，給大氣帶來污染，正確；C、與途徑I相比，途徑II燃料燃燒充分可以提高煤的燃燒效率，正確；D、將煤轉化為水煤氣后，便于通過管道進行運輸，正確，答案選A。
考點：考查蓋斯定律的應用，反應熱的計算，燃料燃燒的分析判斷

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：填空題

（14分）合成氨是人類研究的重要課題，目前工業(yè)合成氨的原理為：
合成氨是人類研究的重要課題，目前工業(yè)合成氨的原理為：
N2（g）+3H2（g）2NH3（g）△H=-93.0kJ?mol-1，在3個2L的密閉容器中，使用相同的催化劑，按不同方式投入反應物，分別進行反應：
相持恒溫、恒容，測的反應達到平衡時關系數(shù)據如下：

容器
甲
乙
丙
反應物投入量
3molH2、2molN2
6molH2、4molN2
2mol NH3
達到平衡的時間/min
 
6
8
平衡時 N2的體積密度
C1
1.5
 
混合氣體密度/g·L-1


 
平衡常數(shù)/ L2·mol-2
K甲
K乙
K丙
（1）下列各項能說明該反應已到達平衡狀態(tài)的是            （填寫序號字母）
a.容器內H2、N2、NH3的濃度只比為1：3：2    b.容器內壓強保持不變
c.                          d.混合氣體的密度保持不變
e.混合氣體的平均相對分子質量不變
（2）容器乙中反應從開始到達平衡的反應速度為=             
（3）在該溫度下甲容器中反應的平衡常數(shù)K           （用含C1的代數(shù)式表示）
（4）分析上表數(shù)據，下列關系正確的是       （填序號）：
a.     b.氮氣的轉化率：          c.     d.
（5）另據報道，常溫、常壓下，N2在摻有少量氧化鐵的二氧化鈦催化劑表面能與水發(fā)生反應，生成NH3和O2。已知：H2的燃燒熱△H=-286KJ/mol，則由次原理制NH3反應的熱化學方程式為   
（6）希臘阿里斯多德大學的George Mamellos和Michacl Stoukides,發(fā)明了一種合成氨的新方法，在常壓下，把氫氣和用氨氣稀釋的氮氣分別通入一個加熱到的電解池，李勇能通過的氫離子的多孔陶瓷固體作電解質，氫氣和氮氣在電極上合成了氨，轉化率達到78%，在電解法合成氨的過程中，應將N2不斷地通入  極，該電極反應式為                 。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

二甲醚(CH3OCH3)被稱為21世紀的新型能源，它清潔、高效、具有優(yōu)良的環(huán)保性能。
Ⅰ.工業(yè)制備二甲醚的生產流程如下：

催化反應室中(壓強2.0～10.0 MPa，溫度230～280℃)進行下列反應：
CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)ΔH＝－90.7 kJ/mol ①
2CH3OH(g) CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH＝－23.5 kJ/mol ②
CO(g)＋H2O(g) CO2(g)＋H2(g)ΔH＝－41.2 kJ/mol ③
(1)甲烷氧化可制得合成氣，反應如下：CH4(g)＋O2(g) CO(g)＋2H2(g) ΔH＝－35.6 kJ/mol。該反應是       反應(填“自發(fā)”或“非自發(fā)”)。
(2)催化反應室中總反應3CO(g)＋3H2(g) CH3OCH3(g)＋CO2(g)的ΔH＝           。830℃時反應③的K＝1.0，則在催化反應室中反應③的K       1.0(填“>”、“<”或“＝”)。
(3)上述反應中，可以循環(huán)使用的物質有       。
Ⅱ.如圖為綠色電源“二甲醚燃料電池”的工作原理示意圖。b電極是       極。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

(1)合成氨反應的熱化學方程式：N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)ΔH＝－92.2kJ·mol－1
已知合成氨反應是一個反應物不能完全轉化為生成物的反應，在某一定條件下，N2的轉化率僅為10%，要想通過該反應得到92.2  kJ的熱量，至少在反應混合物中要投放N2的物質的量為________ mol。
(2)肼(N2H4)－空氣燃料電池是一種堿性燃料電池，電解質溶液是20%～30%的KOH溶液。肼－空氣燃料電池放電時：
正極的電極反應式：__________________________，
負極的電極反應式：__________________________。
(3)如圖是一個電解過程示意圖。

①鋅片上發(fā)生的電極反應式是：_______________________
②假設使用肼－空氣燃料電池作為該過程中的電源，銅片質量變化為128 g，則肼－空氣燃料電池理論上消耗標準狀況下的空氣________L(假設空氣中氧氣體積分數(shù)為20%)。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

2013年初，全國各地多個城市都遭遇“十面霾伏”，造成“陰霾天”的主要根源之一是汽車尾氣和燃煤尾氣排放出來的固體小顆粒。
汽車尾氣凈化的主要原理為：2NO(g)+2CO(g)2CO2+N2。在密閉容器中發(fā)生該反應時，c(CO2)隨溫度(T)、催化劑的表面積(S)和時間(t)的變化曲線如下圖所示。據此判斷：

（1）該反應為       反應(填“放熱”或“吸熱”）：在T2溫度下，0~2s內的平均反應速率：v(N2)=         ；（2）當固體催化劑的質量一定時，增大其表面積可提高化學反應速率。若催化劑的表面積S1>S2，在答題卡上畫出 c(CO2)在T1、S2條件下達到平衡過程中的變化曲線。
（3）某科研機構，在t1℃下，體積恒定的密閉容器中，用氣體傳感器測得了不同時間的NO和CO的濃度（具體數(shù)據見下表，CO2和N2的起始濃度為0）。

時間/s
0
1
2
3
4
5
c(NO)/xl0-4mol L-1
10．0
4．50
2．50
1．50
1．00
1．00
c(CO)/xl0-3mol L-1
3．60
3．05
2．85
2．75
2．70
2．70
 
t1℃時該反應的平衡常數(shù)K=              ，平衡時NO的體積分數(shù)為           。
（4）若該反應在絕熱、恒容的密閉體系中進行，下列示意圖正確且能說明反應在進行到t1時刻達到平衡狀態(tài)的是      (填代號）。（下圖中v正、K、n、m分別表示正反應速率、平衡常數(shù)、物質的量和質量）

（5）煤燃燒產生的煙氣也含氮的氧化物，用CH4催化還原NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知：CH4(g)+2NO2(g) = N2 (g)+CO2 (g)+2H2O(g)   △H=-867．0kJ ? mol-1
2NO2 (g) N2O4 (g)                   △H=-56．9kJ ? mol-1
H2O(g) = H2O(l)                          △H=-44．0kJ ? mol-1
寫出CH4催化還原N2O4 (g)生成N2 (g)、CO2 (g)和H2O(l)的熱化學方程式           。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

工業(yè)上利用天然氣(主要成分為CH4)與CO2進行高溫重整制備CO,已知CH4、H2和CO的燃燒熱(ΔH)分別為-890.3 kJ·mol-1、-285.8 kJ·mol-1和-283.0 kJ·mol-1,則生成1 m3(標準狀況)CO所需熱量為　　　　。 

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

磷在自然界常以難溶于水的磷酸鹽如Ca3(PO4)2等形式存在。它的單質和化合物有著廣泛的應用。

（1）紅磷P(s)和Cl2(g)發(fā)生反應生成PCl3(g)和PCl5(g)。反應過程和能量關系如圖所示（圖中的△H表示生成1mol產物的數(shù)據）。
請回答問題：
①PCl5分解成PCl3和Cl2的熱化學方程式是                                    。
②P和Cl2分兩步反應生成1 mol PCl5的△H3＝    。
（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的反應是可逆反應。T℃時，向2.0 L恒容密閉容器中充入1.0 mol PCl5，經過250 s達到平衡。反應過程中測定的部分數(shù)據見下表：

t / s
0
50
150
250
350
n(PCl3) / mol
0
0．16
0．19
0．20
0．20
 
①反應在50～150s 內的平均速率v(PCl3)＝            。
②試計算該溫度下反應的平衡常數(shù)（寫出計算過程，保留2位有效數(shù)字）
（3）NaH2PO4、Na2HPO4和Na3PO4可通過H3PO4與NaOH溶液反應獲得，含磷各物種的分布分數(shù)(平衡時某物種的濃度占各物種濃度之和的分數(shù))與pH 的關系如圖所示。

①為獲得較純的Na2HPO4，pH應控制在      ；pH＝6時，溶液中主要含磷物種濃度大小關系為：                                                 。
②Na2HPO4溶液呈堿性，加入足量的CaCl2溶液，溶液顯酸性，溶液顯酸性的原因是（從離子平衡角度分析）                                                               。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

將煤轉化為水煤氣的主要化學反應為C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃燒的熱化學方程式為：
C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
H2(g)＋ O2(g)=H2O(g)　ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
請回答：
(1)根據以上數(shù)據，寫出C(s)與水蒸氣反應的熱化學方程式：________。
(2)比較反應熱數(shù)據可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃燒放出的熱量之和比1 mol C(s)完全燃燒放出的熱量多。甲同學據此認為“煤轉化為水煤氣可以使煤燃燒放出更多的熱量”；乙同學根據蓋斯定律作出下列循環(huán)圖：

并據此認為“煤轉化為水煤氣再燃燒放出的熱量與煤直接燃燒放出的熱量相等”。
請分析：甲、乙兩同學觀點正確的是________(填“甲”或“乙”)；判斷的理由是________。
(3)將煤轉化為水煤氣作為燃料和煤直接燃燒相比有很多優(yōu)點，請列舉其中的兩個優(yōu)點________。
(4)水煤氣不僅是優(yōu)良的氣體燃料，也是重要的有機化工原料。CO和H2在一定條件下可以合成：①甲醇；②甲醛；③甲酸；④乙酸。試分析當CO和H2按1：1的體積比混合反應，合成上述________(填序號)物質時，可以滿足“綠色化學”的要求，完全利用原料中的原子，實現(xiàn)零排放。

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科目：高中化學 來源： 題型：填空題

已知化學反應N2＋3H2 2NH3的能量變化如圖所示，

(1)1 mol N和3 mol H生成1 mol NH3(g)是________能量的過程(填“吸收”或“釋放”)。
(2)由 mol N2(g)和 mol H2(g)生成1 mol NH3(g)過程________(填“吸收”或“釋放”)________kJ能量。

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