- 焓变、反应热
- 共2059题
（15分）非金属元素氮有多种氧化物，如NO、NO2、N2O4等。已知NO2和N2O4的结构式分别是
（1）写出NO2转化为N2O4的热化学方程式_________________________________________
（2）对反应2NO2 (g)
A．A、C两点的反应速率：A＞C
B．B、C两点的气体的平均相对分子质量：B＜C
C．A、C两点气体的颜色：A深，C浅
D．由状态B到状态A，可以用加热的方法
（3）在100℃时，将0.400mol的NO2气体充入2 L抽空的密闭容器中，每隔一定时间就对该容器内的物质进行分析，得到如下表数据：
①在上述条件下，从反应开始直至20 s时，二氧化氮的平均反应速率为___ __。
②2NO2(g)
③若在相同情况下最初向该容器充入的是N2O4气体，要达到上述同样的平衡状态，N2O4的起始浓度是_____________mol·L－1。
④计算③中条件下达到平衡后混合气体的平均相对分子质量为____________。（结果保留小数点后一位）
正确答案
（共15分）
（1）2NO2 (g)
（2）D（2分）
（3）①0.0025 mol·(L·s)-1 （2分）
②K＝2.8（2分），〉（2分），减小（1分）
③0.10（2分）
④57.5（2分）
计算过程： N2O4 
起始浓度(mol·L－1) 0.10 0
转化浓度（mol·L－1) 0.06 0.12
平衡浓度(mol·L－1) 0.04 0.12
铜单质及其化合物在工业生产和科研中有重要作用。
（1）已知：2Cu2O(s) + O2(g) = 4CuO(s)△H＝－292kJ·mol－1
2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H＝－221kJ·mol－1
请写出用足量炭粉还原CuO（s）制备Cu2O（s）的热化学方程式： ；
（2）现用氯化铜晶体(CuCl2·2H2O，含氯化亚铁杂质)制取纯净的CuCl2·2H2O。先将其制成水溶液，后按如图步骤进行提纯:
已知Cu2+、Fe3+和Fe2+的氢氧化物开始沉淀和沉淀完全时的pH见下表
请回答下列问题:
①现有氧化剂NaClO、H2O2、KMnO4，X加哪种好，为什么？
；该反应的离子方程式为 。
②溶液II中除Cu2+外，还有 金属离子，如何检验其存在 。
③物质Y不能为下列的
a．CuO b．Cu(OH)2 c．CuCO3 d．Cu2(OH)2CO3 e．CaO f．NaOH
④若向溶液Ⅱ中加入碳酸钙，产生的现象是 。
正确答案
（1）C(s)＋2CuO(s)＝CO(g)＋Cu2O(s) △H＝+35.5kJ·mol－1（2分）
（2）①H2O2好，不引入杂质离子（2分）。
H2O2+2Fe2++2H+=2 Fe3++2H2O（2分）
②Fe3+（1分），取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，证明含Fe3+。若溶液不变红色，则证明不含Fe3+。（2分）
③ef（2分）
④碳酸钙溶解,产生气泡和红褐色沉淀（1分）
试题分析：（1）利用盖斯定律，
①2Cu2O(s) + O2(g) = 4CuO(s)△H＝－292kJ·mol－1
②2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H＝－221kJ·mol－1
用②－①可以得到：C(s)＋2CuO(s)＝CO(g)＋Cu2O(s) △H＝+35.5kJ·mol－1（2分）
（2）①高锰酸钾和次氯酸钠作氧化剂的话，都要会引入杂质离子，便是H2O2是绿色氧化剂，不引入杂质离子（2分）。H2O2+2Fe2++2H+=2 Fe3++2H2O（2分）②Fe3+（1分），取少量溶液于试管中，滴加KSCN溶液，若溶液变红色，证明含Fe3+。若溶液不变红色，则证明不含Fe3+。（2分）③溶液Ⅱ是酸性溶液，加入含铜的物质可以调节溶液的pH值，对于ef而言，虽然可以调节溶液的pH值，但是引进了杂质离子。（2分）④碳酸钙溶解,产生气泡和红褐色沉淀（1分）
由于催化剂可以为化学工业生产带来巨大的经济效益，催化剂研究和寻找一直是受到重视的高科技领域。
（1）V2O5是接触法制硫酸的催化剂。下图为硫酸生产过程中2SO2 (g) + O2(g)
①V2O5的使用会使图中B点 （填“升高”、“降低”）。
②一定条件下，SO2与空气反应tmin后，SO2和SO3物质的量浓度分别为a mol/L和b mol/L，则SO2起始物质的量浓度为 mol/L；生成SO3的化学反应速率为 mol/(L·min)。
（2）下图是一种以铜、稀硫酸为原料生产蓝矾的生产流程示意图。
①生成CuSO4的总反应为2Cu+O2+2H2SO4＝2 CuSO4+2H2O，少量
第一步：Cu＋2Fe3＋＝2Fe2＋＋Cu2＋
第二步： 。（用离子方程式表示）
②调节溶液pH为3～4的目的是 ，调节时加入的试剂可以为 。（选填序号）
a．NaOH溶液 b．CuO粉末 c．Cu2(OH)2CO3 d．氨水
（3）纳米TiO2是优良的光敏催化剂。工业上用钛铁矿制得粗TiO2；再转化为TiCl4(l)；由TiCl4(l)制取纳米TiO2的方法之一是将TiCl4气体导入氢氧火焰中（700～1000℃）进行水解。
已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋140 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1
①写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO的热化学方程式： 。
②写出上述TiCl4(l)制取纳米TiO2的化学方程式： 。
正确答案
（1）①降低(1分) ②a+b(1分) 
②将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去(1分) b,c(2分)
（3）①TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(l)＋2CO(g) ΔH＝－81 kJ·mol－1(2分)
②TiCl4+2H2O
试题分析：（1）①催化剂能降低反应的活化能，所以V2O5的使用会使图中B点降低。
②一定条件下，SO2与空气反应tmin后，SO2和SO3物质的量浓度分别为a mol/L和b mol/L，则根据S原子守恒可知，SO2起始物质的量浓度为（a＋b）mol/L；反应速率通常用单位时间内浓度的变化量来表示，所以生成SO3的化学反应速率为
（2）①由于催化剂在反应前后不变，因此根据总反应式和第一步反应式可知，总反应式减去第一步反应式即得到第二步反应式，即第二步反应式为4Fe2＋＋O2＋4H＋＝4Fe3＋＋2H2O
②由于溶液中含有铁离子，会干扰硫酸铜的制备，因此需要将铁离子除去。所以调节溶液pH的目的就是将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀除去。又因为在除去铁离子的同时，不能在引入新的杂质，因此不能 选择氢氧化钠和氨水，应该选择氧化铜或碱式碳酸铜，即答案选bc。
（3）①已知反应①TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(l)＋O2(g) ΔH＝＋140 kJ·mol－1、②2C(s)＋O2(g)＝2CO(g) ΔH＝－221 kJ·mol－1，则根据盖斯定律可知①＋②即得到反应TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(l)＋2CO(g)，所以该反应的反应热ΔH＝140 kJ·mol－1－221 kJ·mol－1＝－81 kJ·mol－1。
②根据TiCl4(l)制取纳米TiO2的方法之一是将TiCl4气体导入氢氧火焰中（700～1000℃）进行水解可知，TiCl4(l)制取纳米TiO2的化学方程式为TiCl4+2H2O
某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5
请回答下列问题：
（1）将PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。
若测得该试样所含离子的化学组分及其浓度如下表：
根据表中数据判断试样的pH= 。
（2）为减少SO2的排放，常采取的措施有：
①将煤转化为清洁气体燃料。
已知：H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g） △H=－241.8kJ·mol－1
C（s）+1/2O2（g）="CO" （g） △H=－110.5kJ·mol－1
写出焦炭与水蒸气反应的热化学方程式： 。
②洗涤含SO2的烟气。以下物质可作洗涤剂的是 。
A．Ca(OH) 2 B．Na2CO3 C．CaCl2D．NaHSO3
（3）汽车尾气中有NOx和CO的生成及转化
① 若1mol空气含0.8molN2和0.2molO2，汽缸中的化学反应式为N2 (g)+O2(g)
1300℃时将1mol空气放在密闭容器内反应达到平衡，测得NO为8×10－4mol。计算该温度下的平衡常数K= 。
汽车启动后，汽缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，其原因是 。
②目前，在汽车尾气系统中装置催化转化器可减少CO和NOx的污染，其化学反应方程式为 。
③ 汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO，2CO（g）=2C（s）+O2（g）
已知该反应的△H
正确答案
（1）PH=4
（2）①C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g) △H=+131.3kJ/mol ② A B
（3）①4×10-6，温度越高，反应速率越大 ②2XCO+2NOX2XCO2+N2
③不能实现，因为该反应的△H>0,△S<0,所以△G>0
试题分析：（1）根据溶液呈电中性的原理可得c(H+)+c(K+)+c(Na+)+c(NH4+)=2c(SO42－)+c(NO3－)+c(Cl－)。将各个数值代入上述式子可得c(H+)=1.0×10－4mol/L,所以pH=4；（2）① ②－①整理可得C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g) △H=+131.3kJ/mol；②A．Ca(OH) 2+ SO2=CaSO3↓+H2O；正确。B．Na2CO3+ SO2=Na2SO3+ CO2。正确。C．CaCl2不反应，不能作吸收剂，错误。D．NaHSO3不反应，不能作吸收剂，错误。（3）①在反应开始时，n(N2)=0.8mol；n(O2)=0.2mol;n(NO)=0;当反应达到平衡时，n(N2)=(0.8-4×10-4)mol
n(O2)=(0.2-4×10-4)mol; n(NO)= 8×10-4mol.假设气缸的容积为VL。则该温度下的平衡常数
氢气是一种清洁、高效的新型能源。
I.用甲烷制取氢气的反应分为两步，其能量变化如下图所示：
（1）甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是 。
II.在容积为1L的密闭容器内，加入0.1molCO和0.1molH2O，在催化剂存在的条件下高温加热使其反应。测得CO2的浓度随时间变化的图像如图：
（2）在该温度下，从反应开始至达到平衡时，CO的平均反应速率为 ；
（3）该温度下，此反应的化学平衡常数为（可以用分数表示） ；
（4）下列改变中，能使平衡向正反应方向移动的是 。
（5）保持温度不变，若起始时c(CO)=1mol·L-1 , c(H2O)="2" mol·L-1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.4 mol·L-1。通过计算，判断此时该反应进行的方向并说明理由 。
正确答案
（每空2分，共10分）
（1）CH4(g) + 2H2O(g) ＝ 4H2(g) + CO2(g) ΔH＝—136.5 kJ/mol
（2）0.003 mol·L-1·min-1 （3）
（5）正方向，Q=
试题分析：（1）根据图像可知，甲烷和水蒸气的总能量高于氢气和CO2的总能量，所以根据盖斯定律可知，该反应的反应热是ΔH＝-103.3 kJ/mol－33.2 kJ/mol＝—136.5 kJ/mol，则甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是CH4(g) + 2H2O(g) ＝ 4H2(g) + CO2(g) ΔH＝—136.5 kJ/mol。
（2）根据图像可知，反应进行到10min时得到平衡状态，平衡时生成CO2的浓度是0.03mol/L，则消耗CO的浓度是0.03mol/L，所以CO的反应速率是0.03mol/L÷10s＝0.003 mol·L-1·min-1。
（3）平衡时CO和水蒸气的浓度均是0.1mol/L－0.03mol/L＝0.07mol/L。而生成物CO2和氢气的浓度均是0.03mol/L，所以该温度下反应的平衡常数K＝
（4）A、正方应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向移动，A不正确；B、反应前后体积不变，增大氧气平衡不移动，B不正确；C、增大水蒸气的浓度，平衡向正反应方向移动，C正确；D、减小CO2的浓度，平衡向正反应方向移动，D正确；答案选CD。
（5）若起始时c(CO)＝1mol·L-1 , c(H2O)＝2 mol·L-1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.4 mol·L-1，这说明消耗CO和水蒸气的浓度均是0.4mol/L，所以平衡时CO和H 水蒸气的浓度分别是0.6mol/L和1.6mol/L，则Q＝
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