- 焓变、反应热
- 共2059题
2013年初，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。
（l）汽车尾气净化的主要原理为：
①该反应的ΔH______0（选填“＞”、“<”）。
②该反应的平衡常数表达式为____________________
③在T2温度下，0 ~ 2s内的平均反应速率v（N2）_______。
④当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1＞S2，在上图中画出c（CO2）在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
⑤该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是__________（填代号）。
（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2(g)、CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式＿＿＿＿＿＿
正确答案
（1）①〈 ② 
④
（2）CH4(g) + N2O4（g）= N2（g）+ 2H2O（g）+ CO2（g） ΔH =" -810.1" KJ/mol
试题分析：（1）①该反应是一个放热反应。
②根据平衡常数公式：
③由图像可知：v（CO2）=0.05mol/（L.s），根据方程式得v（N2）="0.025" mol/（L.s）
④催化剂不改变到达平衡的时间。
⑤体系为绝热、恒容，说明与外界没有能量的交换。随着反应的进行，体系的热量会升高。
b、随反应进行温度升高，平衡向左移动，K值降低。
d、当NO的质量分数不变时，说明达到平衡。
（2）根据盖斯定律：CH4(g)+N2O4(g) ==N2(g) +2H2O(g) + CO2(g) △H= —898.1kJ/mol
（每空2分，共10分）依据事实，填空：
（1）已知某条件下可发生如下反应CH3－CH3→CH2＝CH2＋H2，有关化学键的键能如下：
化学键
C－H
C＝C
C－C
H－H
键能（kJ/mol）
414.4
615.3
347.4
435.3
则该反应的热化学方程式右边的ΔH＝ ；
（2）氢氧燃料电池已用于航天飞机。以30%KOH溶液为电解质的这种电池在使用时的电极反应式：正极： ；负极：
（3）某核素AZX的氯化物XCl2 1.11 g配成溶液后，需用1mol·L-1的硝酸银溶液20 ml才能把氯离子完全沉淀下来。则X的质量数为 ；
(4) 将甲烷和氧气的混合气体充入含有23.4 g Na2O2的密闭容器中，保持容器中温度为150 ℃，用电火花引燃充分反应后，压强为0 Pa，若将残留物溶于水，无气体逸出。此过程的总反应方程式为 。
正确答案
（1）+125.6kJ·mol－1 （2）O2＋2H2O＋4e-==4OH- 2H2＋4OH-－4e-==4H2O
(3) 40 (4) 6Na2O2＋2CH4＋O2=2Na2CO3＋8NaOH
（1）反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，即该反应的反应热是414.4 kJ/mol×6＋347.4 kJ/mol－615.3 kJ/mol－414.4 kJ/mol×2－435.3 kJ/mol＝＋125.6 kJ/mol。
（2）在原电池中负极失去电子，发生氧化反应，正极得到电子，发生还原反应，所以氢氧燃料电池中氢气在负极通入，氧气在正极通入。又因为电解质是氢氧化钾，所以电极反应式分别是负极：2H2＋4OH-－4e-==4H2O、正极：O2＋2H2O＋4e-==4OH-。
（3）消耗硝酸银是1.0mol/L×0.02L＝0.02mol，所以氯化物的物质的量是0.01mol，其相对分子质量是1.11÷0.01＝111，所以X的质量数是111－35.5×2＝40。
（4）根据题意可知，甲烷、氧气和过氧化钠恰好反应，因此最终的生成物是碳酸钠和氢氧化钠。设甲烷和氧气的物质的量是x和y，因为过氧化钠是
（13分）材料1.某温度时，在2L密闭容器中有X、Y、Z三种气态物质。实验测得不同时刻各物质的量如下表所示，同时测得至3min时吸收热量75kJ。
（1）写出该反应的热化学反应方程式： 。
（2）该温度下反应的平衡常数K= 。
（3）若该反应的逆反应速率与时间的关系如上图所示，则：
① t2～t3时平衡向 （填“正”或“逆”）反应方向移动。
②t4时被改变的外界条件是 (选择一个正确选项)
材料2.另有实验，利用镁与盐酸或醋酸在不同温度下反应，探究外界条件对反应速率的影响。部分实验用表如下：
（4）请完成上工作表（填写实验④⑤的空格）。
（5）上表实验①中，镁条消失的时间为20s。实验过程中，镁条剩余质量与时间关系图如图。
Ⅰ. 假设反应过程中盐酸体积不变，则要计算该反应的速率v(HCl)，尚缺少的数据是 。
Ⅱ.若反应温度每升高10℃，反应速率增大到原来的2倍；温度相同时，醋酸是相同浓度盐酸平均速度的1/2，请在图中大致画出“实验②”、“实验④中醋酸实验”的镁条质量与时间关系曲线，并用②或④注明曲线代表的实验（假设实验中所用镁完全相同，且镁均能完全溶解）。
正确答案
（共13分）
（1）X(g)+2Y(g) 
（2）160/3 （或53.3）（2分）
（3）①逆 （2分） ② B或C （2分）
（4）④298或308；⑤ 308或298，0.20，0.20 （共2分，全对才给分）
（5）Ⅰ. 盐酸的体积。（1分）
Ⅱ. 曲线②，起点同①，终点在横坐标10处；曲线④，应根据第⑷小题表中填写的温度确定，若为298K，则终点在横坐标40处；若为308K，则曲线与①重合，只要注明实验标号即可。（共2分，各1分）
略
(8分)甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。
（1）工业上可用下列两种反应制备甲醇：
①CO(g) + 2H2(g) 
已知：③2H2(g)+ O2(g) ＝ 2H2O(g) ΔH3。则2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) 的反应热
ΔH＝______（用ΔH1、ΔH2、ΔH3表示）。
（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于：CH4(g) + H2O(g)
一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则ΔH4______0，P1_________P2
（填“<”、“>”或“＝”）
某实验小组设计如图b所示的甲醇燃料电池装置，工作一段时间后，溶液的PH (填增大、 减小、不变)。负极的电极反应式为_______ ____。
（4）黄铜矿熔炼后得到的粗铜含少量Fe、Ag、Au等金属杂质，需进一步采用电解法精制。粗铜电解得到精铜的的电解池中，阳极材料是 ；阴极材料是 ；阳极泥为：
正确答案
（1）2△H1-2△H2+△H3； （2）>；<；
（3）减小 CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O（4）粗铜，精铜，Ag、Au
试题分析：（1）①×2－②×2+③，整理可得2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) ΔH＝2△H1-2△H2+△H3；（20由于升高温度，CH4的平衡转化率增大。根据平衡移动原理：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以正反应方向是吸热反应，ΔH4>0;增大压强，平衡逆向移动，CH4的平衡转化率降低。根据图示可知P1
甲醇是一种新型的汽车动力燃料，工业上可通过CO和H2化合制备甲醇，该反应的热化学方程式为： CO(g)＋2H2(g) 
该反应的原料CO和H2本身都可作为燃料提供动力，已知这两种物质燃烧的热化学方程式为：
CO(g)＋
H2(g)＋
某些化学键的键能数据如下表：
请回答下列问题：
⑴反应Ⅰ的焓变△H1＝ 。
⑵CH3OH (g)燃烧生成CO2(g)和H2O(g)的热化学方程式为：
CH3OH(g)＋
该反应的焓变△H4＝ 。
与CO和H2相比，甲醇作为汽车动力燃料的优点是
。
⑶反应Ⅰ的平衡常数表达式为 。
为提高甲醇的产率，可以采取的措施有
（写出3点）。
既能提高产率，又能提高反应速率的措施是 。
⑷甲醇-空气燃料电池（DMFC）是一种高效能、轻污染电动汽车的车载电池，该燃料电池的电池反应式为：CH3OH(l)＋
①在上图的横线上标出a、b、c、d四个出入口通入或排出的物质名称（或化
②负极的电极反应式为 。
正确答案
(16分)⑴－116 kJ·mol－1 （2分）
⑵－651 kJ·mol－1 （2分）
单位体积供能多；密度大易于运输；单位产能耗氧量较少
（1分，其它合理答案均给分）
⑶K＝
降低温度；增加反应气体的压强；将反应生成的甲醇及
（3分，其它合理答案均给分）
增加反应气体的压强 （1分，其它合理答案均给分）
⑷① 如图： （4分）
②CH3OH(l)＋H2O(l)－6e－＝CO2(g)＋6H＋ （2分）
略
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