焓变、反应热_章节学习

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题型：填空题

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填空题

(18分)1.已知一般钾盐均为可溶性的强电解质。在某溶液中可发生下列反应：

(1)试将上述反应改写成离子议程式

（2）该离子反应的平衡常数表达式为：K= ；

（3）在水溶液中为红色，在水溶液中为黄色。某条件下该反应建立平衡后，体系为两种离子的混合液，颜色为橙色。

若加水将其稀释，溶液颜色将偏（红、黄）原因是

；

若在在上述平衡体系的溶液中中加入硫酸钾固体体系颜色有何变化？为什么？

Ⅱ.固定和利用,能有效地利用资源，并减少空气中的温室气体。工业上正在研究利用来生产甲醇燃料的方法，该方法的化学方程式是：

某科学实验将6mol和8molH充入一容积为2L的密闭容器中，测得H的物质的量随时间变化如右图中实线所示（图中字母后数字表示对应的坐标）：

问题：

（1）由图分析，在下列时间段内反应速率最快的时间段是（填答案编号）。

a.0～1min b.1～3min c.3～8min d.8～11min

(2)仅改变某一条件再进行实验，测得H的物质的量随时间变化如图中虚线所示。与实线相比，曲线Ⅰ改变的条件可能是，曲线Ⅱ改变的条件可能是

。

（3）下列表述能表示该反应已达平衡的是（填答案编号）

a.容器内压强不再改变 b.容器内气体的密度不再改变

c.容器内气体平均摩尔质量不再改变 d.容器内各物质的物质的量相等

正确答案

略

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题型：填空题

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填空题

随着世界工业经济的发展、人口的剧增，全球能源紧张及世界气候面临越来越严重的问题，如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2引起了全世界的普遍重视。

（1）如图为C及其氧化物的变化关系图，若①变化是置换反应，则其化学方程式可为______________________________________；

图中变化过程哪些是吸热反应________（填序号）。

（2）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上可用如下方法合成甲醇：

方法一　CO（g）＋2H2（g）CH3OH（g）

方法二　CO2（g）＋3H2（g）CH3OH（g）＋H2O（g）

在25℃、101 kPa下，1克甲醇完全燃烧放热22.68 kJ，写出甲醇燃烧的热化学方程式：_____________________________________________；

某火力发电厂CO2的年度排放量是2 200万吨，若将此CO2完全转化为甲醇，则理论上由此获得的甲醇完全燃烧放热约是________kJ（保留三位有效数字）。

（3）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化：TiO2（金红石）＋2C＋2Cl2高温,TiCl4＋2CO　已知：C（s）＋O2（g）=CO2（g）　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1

2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）　ΔH＝－566 kJ·mol－1

TiO2（s）＋2Cl2（g）=TiCl4（s）＋O2（g）　ΔH＝＋141 kJ·mol－1

则TiO2（s）＋2Cl2（g）＋2C（s）=TiCl4（s）＋2CO（g）的ΔH＝________。

（4）臭氧可用于净化空气，饮用水消毒，处理工业废物和作为漂白剂。臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：

6Ag（s）＋O3（g）=3Ag2O（s）　ΔH＝－235.8 kJ·mol－1，

已知：2Ag2O（s）=4Ag（s）＋O2（g）ΔH＝＋62.2 kJ·mol－1，

则O3转化为O2的热化学方程式为_________________________。

正确答案

（1）C＋H2O（g）高温,H2＋CO（合理即可，如与CuO、FeO、SiO2等反应）　①③

（2）CH3OH（l）＋O2（g）=CO2（g）＋2H2O（l）　ΔH＝－725.76 kJ·mol－1　3.63×1014

（3）－80 kJ·mol－1

（4）2O3（g）=3O2（g）　ΔH＝－285 kJ·mol－1

（1）由信息可知反应①是置换反应，所以应为吸热反应；（2）1 mol甲醇燃烧放出热量22.68 kJ×32＝725.76 kJ，依据信息生成物水为液态；依据碳原子守恒n（CH3OH）＝n（CO2）＝＝5×1011 mol，放出热量725.76 kJ·mol－1×5×1011 mol＝3.63×1014 kJ；（3）对已知热化学方程式编号从前到后分别为①②③，③－②＋①×2即可得所求方程式，所以ΔH＝＋141 kJ·mol－1－（－566 kJ·mol－1）＋（－393.5 kJ·mol－1）×2；（4）首先写出所求反应的化学方程式2O3（g）=3O2（g），前式×2＋后式×3即可得所求热化学方程式。

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题型：简答题

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简答题

（10分）已知 2 mol SO2 (g) 氧化为2 mol SO3 (g) 的能量变化如图所示：

（1）写出SO2 (g) 氧化为SO3 (g) 的热化学方程式：

（2）氧化SO2时，工业上常加入V2O5作催化剂，其反应机理可表示为

SO2 + V2O5 = SO3 + 2VO2， 4VO2 + O2 = 2V2O5；

上图中表示加入V2O5的反应曲线为（填“a”或“b”）。

（3）若在容积为2 L的密闭容器中充入2 mol SO2 (g)和1 mol O2 (g)，如图甲所示，经2 min达到平衡，测得放出热量为178.2 kJ，则：

①2 min内 O2的化学反应速率v(O2)= ；

②若再充入1 mol O2重新达到平衡时，SO3平衡浓度的取值范围是：。

（4）若将2 mol SO2 (g)和1 mol O2 (g)充入容积可变的容器乙中，初始体积为2 L，达到平衡时放出热量Q kJ，则Q 178.2 kJ（填“>”，“=”或“<”）。

正确答案

（1）2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，ΔH=－198 kJ/mol （2）b

（3）① 0.225 mol·L－1·min－1 ② 0.9mol/L＜c(SO3)<1 mol/L （4）＞

（1）根据图像可知，反应是放热反应，所以热化学方程式为2SO2(g) + O2(g) 2SO3(g)，ΔH=－198 kJ/mol。

（2）催化剂能降低反应的活化能，但不能改变反应热，所以答案是b。

（3）①放出热量为178.2 kJ，则消耗的氧气是178.2÷198＝0.9mol，所以氧气的反应速率是。

②在冲入氧气之前生成三氧化硫是1.8mol，但反应是可逆反应，所以无论冲入多少氧气，三氧化硫的物质的量不能超过2mol，所以浓度范围是0.9mol/L＜c(SO3)<1 mol/L。

（4）乙是保持恒压的，又因为反应是体积减小的可逆反应，所以乙中反应物的转化率要大于甲中的，即放出的热量大于Q kJ。

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题型：填空题

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填空题

（16分）以煤为原料，经过化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工。

（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气。反应为：

C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) ΔH=＋131.3 kJ•mol-1，

①该反应在常温下自发进行（填“能”与“不能”）；

②恒温，在容积可变的密闭容器中，进行如上可逆反应。一段时间后，下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的有

Ⅰ混合气体的密度； Ⅱ容器内气体的压强；

Ⅲ混合气体的总物质的量； ⅣCO物质的量浓度

A．只有Ⅳ B．只有Ⅰ和Ⅳ C．只有Ⅱ和Ⅲ D．Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ

（2）水煤气再进一步反应可制取氢气。反应为H2O(g)+CO(g) H2(g)+CO2(g)，某温度下该反应的平衡常数K= 4/9。该温度下在甲、乙、丙三个恒容密闭容器中，只投入H2(g)和CO2(g)，其起始浓度如下表所示。下列判断不正确的是。

A．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应速率最慢

B．平衡时，甲中和丙中Ｈ2的转化率均是60％

C．平衡时，丙中ｃ(CO2)是甲中的2倍，是0.012mol/L

D．平衡时，乙中CO2的转化率大于60%

（3）目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇。一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g) ，右图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol—1)的变化。在体积为1 L的恒容密闭容器中，充入1mol CO2和3mol H2反应

①下列措施中能使c (CH3OH)增大的是。

A．升高温度

B．充入He(g)，使体系压强增大

C．将H2O(g)从体系中分离出来

D．再充入1mol CO2和3mol H2

②在温度T1时，当反应达到平衡时，测得n(H2) =" 2.4" mol；其它条件不变，在温度T2时，当反应达到平衡时，测得n(CO2) =" 0.82" mol，则T2 T1。（填“＞”、“＜”或“＝”），

（4）在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇。CH3OH、H2的燃烧热分别为：△H＝－725.5kJ/mol、△H＝－285.8kJ/mol。

①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式：；

②该转化的积极意义是；

③有人提出，可以设计反应CO2＝C＋O2（△H＞0、△S＜0）来消除CO2对环境的影响。请你判断是否可行并说出理由：

正确答案

(1) ①不能 ② D （2）C (3) ① CD ② >

（4）①CO2(g)＋3H2(g)→CH3OH(l)＋H2O(l) △H＝－131.9kJ/mol

②可降低温室效应和弥补资源短缺

③不可行，该反应是一个焓增、熵减的反应，所以不能自发进行

(1)反应是体积增大的，吸热放热可逆反应，所以在常温下不能自发进行。因为恒温，在容积可变的密闭容器中进行，所以I、Ⅱ、Ⅲ均不能说明。只有当CO物质的量浓度不再变化时可以说明。

（2）反应开始时丙中浓度最大，甲中浓度最小，反应速率丙最快，甲最慢。因为反应前后体积不变，而甲和丙中反应物的浓度之比相同，所以其平衡是等效的，所以C不正确。根据方程式可知 H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g)

起始量（mol） 0.010 0.010 0 0

转化量（mol） x x x x

平衡量（mol） 0.010－x 0.010－x x x

所以，解得x＝0.006，即转化率是60％。乙中最大氢气的浓度，可以提高二氧化碳的转化率。

（3）根据图像可知该反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动。充入He(g)，使体系压强增大，则原体系的物质的浓度将减小，平衡向逆反应方向移动。降低生成物水的浓度，平衡向正反应方向移动，c (CH3OH)增大。若再充入1mol CO2和3mol H2，相当于增大体系的压强，平衡向正反应方向移动，c (CH3OH)增大。在温度T2时，当反应达到平衡时，测得n(CO2) =" 0.82" mol，则此时n(H2) ="2.46" mol.因为反应放热，温度越高氢气的物质的量越多，所以T2大于T1。

（4）根据盖斯定律和燃烧热的热化学方程式可以得到CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式。在反应中消耗二氧化碳，所以可以降低温室效应，同时生成甲醇可以弥补资源短缺。因为△H＞0、△S＜0，所以该反应不能自发进行。

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题型：填空题

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填空题

(1)已知：H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－285.8 kJ·mol－1

H2(g)=H2(l)　ΔH＝－0.92 kJ·mol－1

O2(g)=O2(l)　ΔH＝－6.84 kJ·mol－1

H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝＋44.0 kJ·mol－1

请写出液氢和液氧反应生成气态水的热化学方程式：__________________________

电解质溶液为KOH溶液的氢氧燃料电池，其负极的电极反应式为____________________________________。

(2)如图表示373 K时，反应A(g)2B(g)在前110 s内的反应进程。

①此反应的平衡常数表达式K＝________。

②373 K时反应进行到70 s时，改变的条件可能是________，反应进行到90 s时，改变的条件可能是________。

③请在图中画出反应物A在0～70 s时的浓度变化曲线。

正确答案

　(1)H2(l)＋1/2O2(l)=H2O(g) ΔH＝－237.46 kJ·mol－1

H2＋2OH－－2e－=2H2O

(2)①　②B　D　③如图

　本题综合考查化学反应原理内容，考查了盖斯定律的应用、化学平衡的移动、电极反应式的书写等知识，意在考查考生运用化学原理解决问题的能力。

(1)由盖斯定律，利用题给的热化学反应方程式推导可得要求的热化学方程式为H2(l)＋1/2O2(l)=H2O(g)　ΔH＝－237.46 kJ·mol－1。

(2)②反应进行到70 s时B的浓度和A的浓度均降低为原来的1/2，且平衡移动时B的浓度逐渐增大，A的浓度逐渐减小，即平衡向右移动，可以判断改变的条件是扩大容器体积。反应进行到90 s时A的浓度突然增大，平衡移动时A的浓度逐渐变小，B的浓度逐渐变大，即平衡向右移动，可以判断改变的条件是增大A的浓度。③由图可以看出反应起始时B的浓度为0，进行到60 s时达到平衡状态，此时A的浓度为0.040 mol·L－1，B的浓度为

0.120 mol·L－1，由化学计量数关系知B的浓度变化量是A的浓度变化量的2倍，可以求出A的起始浓度为＋0.040 mol·L－1＝0.100 mol·L－1，可以画出对应曲线。

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