- 焓变、反应热
- 共2059题
电离平衡常数（用Ka表示)的大小可以判断电解质的相对强弱。25℃时，有关物质的电离平衡常数如下表所示：
（1）已知25℃时，①HF(aq)+OH—(aq)＝F—(aq)+H2O(l) ΔH＝－67.7kJ/mol，
②H+(aq)+OH—(aq)＝H2O(l) ΔH＝－57.3kJ/mol，
氢氟酸的电离方程式及热效应可表示为________________________。
（2）将浓度为0.1 mol/LHF溶液加水稀释一倍（假设温度不变），下列各量增大的是____。
A．c(H+) B．c(H+)·c(OH—) C．
（3）25℃时，在20mL0.1mol/L氢氟酸中加入VmL0.1mol/LNaOH溶液，测得混合溶液的pH变化曲线如图所示，下列说法正确的是_____。
A．pH＝3的HF溶液和pH＝11的NaF溶液中， 由水电离出的c(H+)相等
B．①点时pH＝6，此时溶液中，c(F—)－c(Na+)＝9.9×10-7mol/L
C．②点时，溶液中的c(F—)＝c(Na+)
D．③点时V＝20mL，此时溶液中c(F—)< c(Na+)＝0.1mol/L
（4）物质的量浓度均为0.1mol/L的下列四种溶液： ① Na2CO3溶液 ② NaHCO3溶液③ NaF溶液 ④NaClO溶液。依据数据判断pH由大到小的顺序是______________。
（5）Na2CO3溶液显碱性是因为CO32—水解的缘故，请设计简单的实验事实证明之
___________________________________________________________。
（6）长期以来，一直认为氟的含氧酸不存在。1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO，其结构式为H—O—F。HFO与水反应得到HF和化合物A，每生成1molHF转移 mol电子。
正确答案
（1）HF(aq) 
（3）BC （4）①④②③（或①>④>②>③,用物质名称表示也对）（5）在碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去或变浅。（6）1
试题分析：(1)利用盖斯定律将①-②可得,HF（aq）⇌F-（aq）+H+（aq）△H="-10.4" kJ•mol-1；（2）将浓度为0.1 mol/LHF溶液加水稀释一倍，c(H+)减小，根据水的离子积常数，c(OH—)增大，D选项正确。（3）A．酸碱抑制水的电离，盐促进水的电离，A选项错；B．根据电荷守恒，c(Na+)+c(H+)=c(F—)+c(OH—)此时溶液中， c(F—)－c(Na+)＝c(H+)－c(OH—)=10-6－10-9=9.9×10-7mol/L ；C．根据电荷守恒和溶液呈中性，不难得到，溶液中的c(F—)＝c(Na+)；D．③点时V＝20mL，此时酸碱溶液恰好完全反应，是氟化钠盐溶液，氟离子水解，溶液中c(F—)< c(Na+)＝0.05mol/L。（4）酸越弱，所对应的盐溶液碱性越强；酸性：HF＞H2CO3＞HClO＞HCO3- ，则所对应盐的碱性：Na2CO3溶液＞NaClO溶液＞ NaHCO3溶液＞NaF溶液 ；（5）在碳酸钠溶液中滴入酚酞溶液变红，再加入BaCl2溶液后产生沉淀且红色褪去或变浅。（6）HFO的原子连接顺序为H-O-F（八隅律，最外电子均为8），H-O中电子偏向O，O呈-1，O-F电子偏向F（F电负性大于O），O呈+1，综合O的化合价为0，F的化合价-1。
短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A是周期表中原子半径最小的元素，B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值，C与D能形成D2C和D2C2两种化合物，而D是同周期中金属性最强的元素，E的负一价离子与C和A形成的某种化合物分子含有相同的电子数。
（1）A、C、D形成的化合物中含有的化学键类型为 。
（2）已知：①E－E→2E·；△H＝＋a kJ·mol-1
② 2A·→A－A；△H=－b kJ·mol-1
③E·＋A·→A－E；△H=－c kJ·mol-1（“·”表示形成共价键所提供的电子）
写出298K时，A2与E2反应的热化学方程式 。
（3）在某温度下、容积均为2L的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温恒容，使之发生反应：2A2（g）＋BC（g）
①在该温度下，假设甲容器从反应开始到平衡所需时间为4 min，则该时间段内A2的平均反应速率v(A2) 。
②该温度下此反应的平衡常数K的值为 。
③三个容器中的反应分别达平衡时各组数据关系正确的是 （填序号）。
A．α1＋α2＝1 B．Q1＋Q2＝d C．α3＜α1
D．P3＜2P1＝2P2 E．n2＜n3＜1.0mol F．Q3＝2Q1
④在其他条件不变的情况下，将甲容器的体系体积压缩到1L，若在第8min达到新的平衡时A2的总转化率为65.5%，请在下图中画出第5min 到新平衡时X的物质的量浓度的变化曲线。
正确答案
（1）离子键、共价键（2分）
（2）H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g）；△H=（a＋b－2c）kJ·mol－1（2分）
（3）①0.125mol·L－1·min－1（2分）
②4（2分）
③ABD（3分）
④（3分）
试题分析：短周期元素A、B、C、D、E原子序数依次增大。A是原子半径最小的元素，则是H，B原子的价电子数等于该元素最低化合价的绝对值，则是C，C与D能形成D2C和D2C2两种化合物，而D是同周期中金属性最强的元素，C是O，D是Na，E的负一价离子与C和A形成的某种化合物分子含有相同的电子数，E是Cl；（1）A、C、D形成的化合物是NaOH，既有离子键，又有共价键；（2）根据盖斯定律，写出热方程H2（g）＋Cl2（g）=2HCl（g）；△H=（a＋b－2c）kJ·mol－1（3）2H2+CO
2 H2 + CO
起始： 2 1 0
变化： 1 0.5 0.5
平衡： 1 0.5 0.5
①v(H2)= 
③根据甲乙等效平衡，A正确，B正确；丙中平衡右移，转化率增加，C．α3>α1，错误；压强小于2倍的甲的压强，D正确；2mol>n3>1mol，错误；Q3>2Q1答案ABD
氮的化合物合成、应用及氮的固定一直是科学研究的热点。
（1）以CO2与NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下：
①2NH3(g)＋CO2(g)＝NH2CO2NH4(s)；ΔH＝－159.47 kJ·mol－1
②NH2CO2NH4(s)＝CO (NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH＝a kJ·mol－1
③2NH3(g)＋CO2(g)＝CO(NH2)2(s)＋H2O(g)；ΔH＝－86.98 kJ·mol－1
则a为 。
（2）反应2NH3(g)＋CO2(g)
①曲线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ水碳比的数值分别为：
A. 0.6～0.7 B. 1～1.1 C. 1.5～1.61
生产中应选用水碳比的数值为 （选填序号）。
②生产中氨碳比宜控制在4.0左右，而不是4.5的原因可能是 。
（3）尿素可用于湿法烟气脱氮工艺，其反应原理为：
NO＋NO2＋H2O＝2HNO2 2HNO2＋CO(NH2)2＝2N2↑＋CO2↑＋3H2O。
①当烟气中NO、NO2按上述反应中系数比时脱氮效果最佳。若烟气中V(NO)∶V(NO2)＝5∶1时，可通入一定量的空气，同温同压下，V(空气)∶V(NO)＝ （空气中氧气的体积含量大约为20%）。
②下图是尿素含量对脱氮效率的影响，从经济因素上考虑，一般选择尿素浓度约为 %。
（4）下图表示使用新型电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制造出既能提供能量，同时又能实现氮固定的新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式 。生产中可分离出的物质A的化学式为 。
正确答案
20．（14分）
（1）＋72.49（2分）
（2）①A （2分）
②氨碳比在4.5时，NH3的量增大较多，而CO2的转化率增加不大，提高了生产成本（2分）
（3）①1∶1（2分） ②5（±0.2）% （2分）
（4）N2＋6e—＋8H+＝2NH4+（2分） NH4Cl（2分）
试题分析：
（1）根据盖斯定律，方程式③＝②+①，反应热也进行相应运算，求得a为72.49；
（2）①水碳比的数值在 0.6～0.7 范围进转化率提升更快，所以选A；
②由图像分析可以看出，氨碳比在4.5时，NH3的量增大较多，而CO2的转化率增加不大，提高了生产成本，不符合经济效益。
（3）①烟气中V(NO)∶V(NO2)＝5∶1，假设NO为5mol,那么NO2为1 mo，根据NO＋NO2＋H2O＝2HNO2 这个反应，只有两者物质的量相同时才能完全被吸收，这时需要O2，根据2NO+ O2＝2NO2，可知应该有2molNO参加反应生成2mol NO2，这个过程需要O21 mol，而空气中氧气的体积含量大约为20%，要提供O21 mol需要空气物质的量为5mol，所以V(NO)∶V(空气)＝1∶1
②由图像可以看出当尿素浓度在5左右时转化率已经比较高了，如果浓度再增大时转化率提高不明显，所以答案填5（±0.2）%都算正确。
（4）根据氧化还原反应原理，由于N2、H2为电极反应物，正极反应元素化合价应该降低，得到电子，首先确定N2参与正极反应，再根据电解质溶液情况产物应该为NH4+，从电子守恒和电荷守恒及原子个数守恒三个角度可以确定其电极反应式为N2＋6e—＋8H+＝2NH4+， 由于电池工作中有NH4Cl生成，所以生产中可分离出的物质为NH4Cl。
以下是一些物质的熔沸点数据（常压）：
金属钠和CO2在常压、890℃发生如下反应：
4 Na（g）+ 3CO2（g）
（1）上述反应的平衡常数表达式为 ；若4v正(Na)=3v逆(CO2)，反应是否达到平衡 （选填“是”或“否”）。
（2）若反应在10L密闭容器、常压下进行，温度由890℃升高到1680℃，若反应时间为10min, 金属钠的物质的量减少了0.20mol，则10min里CO2的平均反应速率为 。
（3）高压下有利于金刚石的制备，理由是 。
（4）由CO2（g）+4Na（g）=2Na2O（s）+C（s，金刚石） △H=－357.5kJ/mol；则Na2O固体与C（金刚石）反应得到Na（g）和液态Na2CO3（l）的热化学方程式 。
（5）下图开关K接M时，石墨作 极，电极反应式为 。K接N一段时间后测得有0.3mol电子转移，作出y随x变化的图象〖x—代表n(H2O)消耗，y—代表n［Al(OH)3］，反应物足量，标明有关数据〗
正确答案
（16分）
（1） K=1/c4(Na) c3(CO2)（2分）（指数错误或出现固体或液体表示浓度的0分，浓度c大小写不扣分）；
否（2分）
（2）0.0015 mol/（L ·min）或0.0005 mol/（L ·min）或0.0015 mol/（L ·min）—0.0005 mol/（L ·min）间任意数值即可得满分（2分）；单位错误或没写扣1分。
（3）增大压强，平衡向正反应方向（体积缩小的方向，生成金刚石的方向）移动（2分）；（写“反应”移动不扣分）。
（4）6Na2O(s)+2C(s，金刚石)=8Na(g)+2Na2CO3(l) △H=—8.4kJ/mol或3Na2O(s)+ C(s，金刚石)=4Na(g)+Na2CO3(l) △H=—4.2kJ/mol（2分）（方程式错误0分；状态和焓变单位错1或全错都只扣1分；系数减半满分；与系数匹配的焓变数值有误扣1分。）
（5）正（2分）；O2+2H2O+4e－ =4OH－（2分）（电极反应式错或未配平0分）；
（线段不出头不扣分；未标数值或标注错误扣1分，直线画为曲线0分）
试题分析：（1）固体、纯液体的浓度是常数，因此不能写入平衡常数表达式，则K=
图a是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，图b是反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图。根据图意回答下列问题：
a b
(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式 。
(2)从反应开始到平衡，用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)＝ 。
(3)此温度下该反应的平衡常数K= ；温度降低，K （填“变大”、“变小”或“不变”）
(4)若在温度和容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡吋的有关数据如下表：
则：α1+α2= ， a+b/2= ,m=
正确答案
（1）NO2(g)+CO(g)＝NO(g)+CO2(g) ΔH＝—234 kJ/mol
（2）1.50/t1 mol·L－1·min－1 （3） 9 ； 变大 （4） 1 ； 234 ； 3
试题分析：（1）根据图像a可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，反应是放热反应，△H＝134 kJ/mol－368kJ/mol＝－234 kJ/mol，则该反应的热化学方程式是NO2(g)+CO(g)＝NO(g)+CO2(g) ΔH＝—234 kJ/mol。
（2）根据图像b可知，平衡时NO的浓度是1.50mol/L，则消耗NO2的浓度是1.50mol/L，所以从反应开始到平衡，用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)＝1.50mol/L÷t1＝1.50/t1 mol·L－1·min－1。
（3）根据图像b可知，平衡时NO2、CO、NO和CO2的浓度分别是（mol/L）0.5、0.5、1.5、1.5，则根据方程式可知，该反应的平衡常数K＝
（4）因为该反应是体积不变的可逆反应，三个容器中反应物的起始量之比是相同的，所以平衡是等效的。甲和乙两个容器的反应方向相反，则α1+α2＝1；a＝234 kJ/mol×0.75mol，b＝234 kJ/mol×0.5mol，则a+b/2＝234kJ。由于丙中的平衡也是等效的，则m＝3mol/L。
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。该题的难点是等效平衡的判断和应用，所谓等效平衡是指外界条件相同时，同一可逆反应只要起始浓度相当，无论经过何种途径，都可以达到相同的平衡状态。等效平衡的判断及处理一般步骤是：进行等效转化——边倒法，即按照反应方程式的计量数之比转化到同一边的量，与题干所给起始投料情况比较。
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