- 焓变、反应热
- 共2059题
(8分)按要求写热化学方程式：
(1)已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)25℃、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式
________________________________________________________________________。
(3)如图是101 kPa时氢气在氯气中点燃生成氯化氢气体的能量变化示意图：
写出此反应的热化学方程式_________________________________________________。
(4)已知下列热化学方程式：
①CH3COOH(l)＋2O2(g)===2CO2(g)＋2H2O(l)
ΔH1＝－870.3 kJ·mol－1
②C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
③H2(g)＋O2(g)===H2O(l) ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1
写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式________________________________________________________________________。
正确答案
(1)H2SO4(aq)＋NaOH(aq)===Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57.3 kJ·mol－1
(2)C4H10(g)＋O2(g)===4CO2(g)＋5H2O(l)
ΔH＝－16QkJ·mol－1
(3)H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g) ΔH＝－183 kJ·mol－1
(4)2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)
ΔH＝－488.3 kJ·mol－1
(1)由中和热的定义可知，1 mol NaOH与 mol H2SO4生成1 mol水时放热57.3 kJ。
(2)CO2通入澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，即n(CO2)＝0.25 mol，则n(C4H10)＝mol,1 mol丁烷完全燃烧放出热量16QkJ。
(3)1 mol H2与1 mol Cl2反应生成2 mol HCl的热效应是：
ΔH＝436 kJ·mol－1＋243 kJ·mol－1－2×431 kJ·mol－1＝－183 kJ·mol－1。
(4)合成CH3COOH的反应为：
2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)===CH3COOH(l)
根据盖斯定律，②×2＋③×2－①即得，
ΔH＝(－393.5 kJ·mol－1)×2＋(－285.8 kJ·mol－1)×2－(－870.3 kJ·mol－1)＝－488.3 kJ·mol－1。
NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：__________________________。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：
①写出该反应的热化学方程式：_______________________________。
②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是____。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。
①当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：______________________________
②当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO。原因是___________________________________________，
元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：
①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式：______________________________________。
正确答案
(1)3NO2＋H2O=2HNO3＋NO
(2)①N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ΔH＝＋183 kJ·mol－1 ②增大
(3)①2CO＋2NO
②根据Mg、Ca、Sr和Ba的质子数，得知它们均为ⅡA族元素。同一主族的元素，从上到下，原子半径逐渐增大
(4)①还原 ②NO＋O2－－2e－=NO2
(1)NO2转化为HNO3的化学方程式为：3NO2＋H2O=2HNO3＋NO。
(2)①拆开化学键吸收能量，形成化学键释放能量
N2(g)＋O2(g)=2NO(g)其ΔH计算方法如下
ΔH＝945 kJ·mol－1＋498 kJ·mol－1－2×630 kJ·mol－1＝＋183 kJ·mol－1
②该反应为吸热反应，升高温度，化学平衡向正反应方向移动，化学平衡常数增大。
(3)①NO和CO发生反应生成N2和CO2，其化学方程式为2CO＋2NO
②分析12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO的排列顺序，不难发现上述四种氧化物对应金属元素为ⅡA族元素，且质子数依次增大，电子层数依次增多，原子半径依次增大，元素的金属性逐渐增强，结合元素周期表的知识，作出合理的解释。
(4)由图示可知发生原电池反应为2NO＋O2=2NO2，NO为还原剂，O2为氧化剂，O2在Pt电极电子发生还原反应：O2＋4e－=2O2－。NO在NiO电极上失电子发生氧化反应：NO＋O2－－2e－=NO2。
苯乙烯是现代石油化工产品中最重要的单体之一。在工业上，苯乙烯可由乙苯和CO2
催化脱氢制得。总反应原理如下：
回答下列问题：
（1）乙苯在CO2气氛中的反应可分两步进行：
H2 (g)＋CO2 (g)
由乙苯制取苯乙烯反应的
（2）在温度为T1时，该反应的平衡常数K=0.5mol/L。在2L的密闭容器中加入乙苯与CO2，反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol。
①该时刻化学反应 （填“是”或“不是”）处于平衡状态；
②下列叙述能说明乙苯与CO2在该条件下反应已达到平衡状态的是 （填正确答案编号）；
a．正、逆反应速率的比值恒定 b．c(CO2)=c(CO)
c．混合气体的密度不变 d．CO2的体积分数保持不变
③若将反应改为恒压绝热条件下进行，达到平衡时，则乙苯的物质的量浓度 （填正确答案编号）
（3）在温度为T2时的恒容器中，乙苯、CO2的起始浓度分别为2.0mol/L和3.0mol/L，设反应平衡后总压强为P、起始压强为
（4）写出由苯乙烯在一定条件下合成聚苯乙烯的化学方程式 。
正确答案
（1）＋158.8kJ·mol－1(2分)（2）①是(2分) ②abd (3分) ③d(2分)
（3）
（4）
试题分析：（1）根据盖斯定律，两个方程式合并就得到乙苯制取苯乙烯反应的
（2）①在2L的密闭容器中加入乙苯与CO2，反应到某时刻测得混合物中各组分的物质的量均为1.0mol，所以各组分的浓度都是
②ad两个选项都容易看出可以作为标志，要注意的是b，c(CO2)=c(CO)代表各组分的浓度相等，实际上就是①的情况，所以也可以说明是达到了平衡状态。c错，因为该反应实在在2L的密闭容器中加入乙苯与CO2，所以体积不变，根据质量守恒，气体的质量也不变，所以密度是一个定制，不能作为达到平衡的标志，所以c不能选。
③因为该反应前后系数不等，恒压就要扩大体积，平衡向正向移动，因为该反应正向是吸热反应，绝热要向逆向移动，所以恒压绝热两个因素都在变化，不确定向哪个方向移动，所以乙苯的物质的量浓度不能确定。
（3）三段法
起始浓度 2.0 3.0 0 0 0
转化浓度 x x x x x
平衡浓度 2.0－x 3.0－x x x x
反应达到平衡时苯乙烯的浓度为x＝
乙苯的转化率为
（4）根据双键的性质，加聚反应的规律即可写出
（14分）利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时，在不同催化剂（I,II,III）作用下，CH4产量随光照时间的变化如图所示。
（1）在0-30小时内，CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为 ；
反应开始后的12小时内，在第 种催化剂的作用下，收集的CH4最多。
（2）将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)+H2O(g)
（3）已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) ΔH=－802kJ•mol-1
写出由CO2生成CO的热化学方程式
正确答案
（1）VⅢ>VⅡ> VⅠ；Ⅱ。 （2）三步计算可求CH4的转化率为：0.1/0.11=0.91
（3）CO2(g) ＋3H2O(g) =2O2(g) ＋CO(g)+3H2(g) △H="+1008" kJ•mol-1
试题分析：（1）由图像可以看出，反应进行到30小时时，催化剂Ⅲ生成的甲烷最多，其次是催化剂Ⅱ，催化剂Ⅰ生成的甲烷最少。因此VI、VII和VIII从大到小的顺序为VIII＞VII＞VI＞；同理由图像也可以看出，反应进行到12小时时，催化剂Ⅱ生成的甲烷最多，因此在第Ⅱ种催化剂的作用下，收集的CH4最多。
（2）设CH4、H2O的物质的量均为xmol，则
CH4(g) + H2O(g)
起始量(mol) x x 0 0
变化量(mol) 0.10 0.10 0.10 0.30
平衡量(mol) x- 0.10 x- 0.10 0.10 0.30
根据题意，则平衡常数K=c(CO)·c3(H2)/[c(CH4)·c(H2O)]=(0.10mol·L-1)·(0.30mol·L-1)3/[(x-0.10)mol·L-1·(x- 0.10)mol·L-1]=27(mol·L-1)2，则x=0.11mol，所以CH4的转化率为0.1/0.11=0.91。
（3）由热化学方程式①CH4(g)+H2O(g)
点评：本题综合性强，是高考中的热点考题，主要考查学生的分析问题，解决问题的能力。
能源的开发、利用与人类社会的可持续发展息息相关，充分利用好能源是摆在人类面前的重大课题。
Ⅰ．已知：①Fe2O3(s)＋3C(石墨)＝2Fe(s)＋3CO(g) ΔH＝a kJ·mol－1
②CO(g)＋l/2O2(g)＝CO2(g) ΔH＝b kJ·mol－1
③C(石墨)＋O2(g)＝CO2(g) ΔH＝c kJ·mol－1
则反应4Fe(s)＋3O2(g)＝2Fe2O3(s)的焓变ΔH＝ kJ·mol－1。
Ⅱ．依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是 （填序号)。
A．C(s)＋CO2(g)＝2CO(g) ΔH＞0 B．NaOH(aq)＋HCl(aq)＝NaCl(aq)＋H2O(l) ΔH＜0
C．2H2O(l)＝2H2(g)＋O2(g) ΔH＞0 D．CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＜0
若以稀硫酸为电解质溶液，则该原电池的正极反应式为 。
Ⅲ．氢气作为一种绿色能源，对于人类的生存与发展具有十分重要的意义。
（1）实验测得，在通常情况下，1 g H2完全燃烧生成液态水，放出142.9 kJ热量。则H2燃烧的热化学方程式为 。
（2）用氢气合成氨的热化学方程式为N2(g)＋3H2(g)
①一定条件下，下列叙述可以说明该反应已达平衡状态的是 。
A．υ正(N2)＝υ逆(NH3)
B．各物质的物质的量相等
C．混合气体的物质的量不再变化
D．混合气体的密度不再变化
②下图表示合成氨反应达到平衡后，每次只改变温度、压强、催化剂中的某一条件，反应速率υ与时间t的关系。其中表示平衡混合物中的NH3的含量最高的一段时间是 。图中t3时改变的条件可能是 。
③温度为T℃时，将4a mol H2和2a mol N2放入0.5 L密闭容器中，充分反应后测得N2的转化率为50%，则反应的平衡常数为 。
正确答案
Ⅰ. 6c－6b－2a Ⅱ. D O2＋4H+＋4e－=2H2O
Ⅲ.（1）2H2(g) +O2(g) = 2H2O(l) △H=－571.6kJ/mol （2）① C ②t2~t3 升高温度 ③(mol/L)-2
试题分析：Ⅰ(②+③)×6-①×2得反应4Fe(s)＋3O2(g)＝2Fe2O3(s)的焓变ΔH＝(6c－6b－2a )kJ/mol. Ⅱ.若能共存原电池，则反应必须为氧化还原反应，且为放热反应。只有D符合条件。若以稀硫酸为电解质溶液，则该原电池的正极反应式为O2＋4H+＋4e－=2H2O。负极的电极式为CH4-8e-+2H2O= CO2+8H+。Ⅲ．（1）H2燃烧的热化学方程式为2H2(g) +O2(g) = 2H2O(l) △H=－571.6kJ/mol；（2）①A．在任何时刻υ正(N2)：υ正(NH3)=1:2，υ正(NH3)=2υ正(N2)，若υ正(N2)=υ逆(NH3)，则υ正(NH3)=2υ逆(NH3)，反应未达到平衡。错误。B. 各物质的物质的量相等,此时仅是反应的一个极特殊的情况，可能达到平衡，也可能为达到平衡。错误。C. 若混合气体的物质的量不再变化，说明任何物质的消耗的浓度与产生的浓度不变，反应达到平衡。正确。D．若容器的容积不变，任何时刻混合气体的密度不再变化，不能说明反应达到平衡。若容器为恒压条件，混合气体的密度不再变化，说明反应达到平衡。反应条件不清楚，故不能说明反应是否达到平衡。错误。②从t0—t1反应平衡，在t1时刻增大压强，V正、V逆都增大，V正增大得多，平衡正向移动，到t2时刻达到新的平衡状态；在t2—t3保持该平衡；在t3时刻升高温度，V正、V逆都增大，V逆增大得多，平衡逆向移动，达到t4时刻达到另一个新的平衡状态，在t4—t5保持该平衡；在t5时刻加入催化剂，V正、V逆都增大，二者增大的相同，平衡没有发生移动。所以表示平衡混合物中的NH3的含量最高的一段时间是t2—t3。图中t3时改变的条件是升高温度。③在反应开始是n(H2)=4amol,n(N2)=2amol,由于平衡时N2的转化率为50%，所以此时n(N2)="1amol" ; n(H2)=amol,n(NH3)="2amol." 反应的平衡常数为
扫码查看完整答案与解析