- 焓变、反应热
- 共2059题
（16分）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。
（1）写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式 。
已知： ① CO(g)+H2O(g)
② C(s)+2H2(g)
③ 2CO(g)
（2）另一生成CH4的途径是CO(g)+3H2(g)
①该反应的△H 0（填“＜”、“＝”或“＞”）。
②实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑生产实际，说明选择该反应条件的理由________________________。
③某温度下，将0.1 mol CO和0.3 mol H2充入10L的密闭容器内发生反应CO(g)+3H2(g)
正确答案
（1）CO2(g)+4H2(g)
（2）①＜ （3分）
②相对于N点而言，采用M点，温度在500-600K之间，温度较高，反应速率较快，氢气的平衡转化率也较高，压强为常压对设备要求不高。 （3分）
③（7分）
CO(g)+3H2(g)
起始时各物质浓度/ mol·L－1： 0.01 0 .03 0 0
平衡时各物质浓度/ mol·L－1 0.002 0.006 0.008 0.008
（以上3分）
K＝
（1分） （1分） （2分，数据和单位各1分）
试题分析：
⑴先写出该反应的方程式，并标明各物质的状态：CO2（g）+4H2（g）=CH4（g）+2H2O（g）；将“②+③-①×2”能得该反应方程式，再根据盖斯定律可计算该反应的反应热△H＝（-73kJ•mol-1）+（-171kJ•mol-1）-（-41kJ•mol-1）×2＝-162kJ•mol-1，综上便可写出完整的热化学方程式。
⑵①由图可知，压强一定时，升高温度，平衡时氢气的转化率降低，平衡向逆反应方向移动，正反应为放热反应，则△H＜0；
②相对于N点而言，采用M点，温度在500-600K之间，温度较高，反应速率较快，氢气的平衡转化率也较高，压强为常压对设备要求不高；
③平衡时H2的转化率为80%，参加反应氢气的物质的量=0.3mol×80%=0.24mol，则氢气的浓度变化量=
CO（g）+3H2（g）⇌CH4（g）+H2O（g）
开始（mol/L）：0.01 0.03 0 0
变化（mol/L）：0.008 0.024 0.008 0.008
平衡（mol/L）：0.002 0.006 0.008 0.008
故平衡常数K＝
煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气，而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH。
(1)已知：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g) ΔH1
2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH2
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g) ΔH3
则反应CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)的ΔH＝______。
(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。
①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1________K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。
②由CO合成甲醇时，CO在250 ℃、300 ℃、350 ℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示，则曲线c所表示的温度为________ ℃。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是____________。
③以下有关该反应的说法正确的是________(填序号)。
A．恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡
B．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡
C．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率
D．某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L－1，则CO的转化率为80%
(3)一定温度下，向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH3OH(g)，发生反应：CH3OH(g)
0～2 min内的平均反应速率v(CH3OH)＝__________。该温度下，反应CO(g)＋2H2(g)
A．平衡常数 B．CH3OH的平衡浓度
C．达到平衡的时间 D．平衡时气体的密度
正确答案
(1)ΔH1＋
(2)①＞ ②350 1.3×104 kPa下CO的转化率已经很高，如果增大压强，CO的转化率提高不大，而生产成本增加很多，得不偿失 ③AD
(3)0.125 mol·L－1·min－1 4 D
(1)根据盖斯定律可得，ΔH＝ΔH1＋
而反应CO(g)＋2H2(g)
依据事实，写出下列反应的热化学反应方程式。
（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热22．68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为 。
（2）若适量的N2和O2完全反应，每生成23gNO2需要吸收16．95kJ热量，则表示该反应的热化学方程式为 。
（3）用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2（气态）完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为 _________________________________________________。
（4）已知拆开1molH—H键，1molN—H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
正确答案
（1）CH3OH（l）+1．5O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-725．8 kJ•mol-1，
（2）N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67．8kJ•mol-1；
（3）C2H2（g）+O2（g）→2CO2（g）+H2O（l）△H=-1300kJ•mol-1；
（4）N2（g）+3H2（g）
试题分析：（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇（CH3OH）燃烧生成CO2和液态水时放热22．68kJ，1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热为22．68kJ×32=725．8KJ，所以甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH（l）+1．5O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-725．8 kJ•mol-1，
（2）适量的N2和O2完全反应，每生成23克NO2需要吸收16．95kJ热量，所以每生成92克NO2需要吸收67．8kJ热量，则热化学方程式为N2（g）+2O2（g）=2NO2（g）△H=+67．8kJ•mol-1，
（3）（3）在C2H2（气态）完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量，所以有10NA个电子转移时，放出1300kJ的热量，
则热化学方程式为：C2H2（g）+2．5O2（g）→2CO2（g）+H2O（l）△H=-1300kJ•mol-1，
（4）在反应N2+3H2⇌2NH3中，断裂3molH-H键，1molN三N键共吸收的能量为3×436kJ+946kJ=2254kJ，生成2molNH3，共形成6molN-H键，放出的能量为6×391kJ=2346kJ，吸收的能量少，放出的能量多，该反应为放热反应，放出的热量为2346kJ-2254kJ=92kJ，N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为，N2（g）+3H2（g）
已知两个反应式：
CH≡CH(g) +H2 (g) → CH2= CH2 (g) ; △H =-174kJ·mol-1
CH≡CH(g) +2H2 (g) → C2H6（g）; △H =-311kJ·mol-1
则CH2= CH2(g) +H2(g) → C2H6 (g) 的反应热为
正确答案
－137kJ/mol
试题分析：根据盖斯定律可知，②－①即得到CH2= CH2(g) +H2(g)
点评：该题是高考中的常见题型和重要的考点，属于基础性试题的考查。主要是考查学生对盖斯定律的了解掌握程度，以及灵活运用盖斯定律解决实际问题的能力。
（1）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式：
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H＝－24.8kJ·mol－1
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H＝－47.4kJ·mol－1
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H＝＋640.5kJ·mol－1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式：
。
（2）在压强为0.1 MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g) 
①该反应的△H 0 （填“<”、“>”或“=”）。
②在温度容积不变的情况下，向该密闭容器再
增加a mol CO与 2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率 （填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）实验室中配制AgNO3溶液时通常需要向其中加入 ，目的是 ； AgCl在水中存在沉淀溶解平衡：
AgCl(s)
正确答案
（1）CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) △H=-218.0kJ/mol
（2）① <； ② 增大（3）硝酸 抑制Ag+水解
②①④③
试题分析：（1）CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式为CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) △H的计算如下，将3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g)加上Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) 乘以2，得到3Fe2O3(s)+ 3CO(g)=6FeO(s)+3CO2(g)，化简得到Fe2O3(s)+ CO(g)=2eO(s)+CO2(g)，
△H=1/3（－47.4kJ·mol－1+2×＋640.5）=411.2kJ·mol－1，将Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)减去Fe2O3(s)+ CO(g)=2FeO(s)+CO2(g)，化简得到2FeO(s)+2 CO(g)=2Fe(s)+2CO2(g) ，
△H=－24.8-411.2=-436kJ/mol，所以CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式为CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) △H=-218.0kJ/mol；
（2）①由图可以知道，温度升高，CO的转化率减小，所以该反应为放热反应，故△H<0，②在温度容积不变的情况下，向该密闭容器再增加a mol CO与 2a mol H2，达到新平衡时，相当于增大压强，反应向正方向移动，所以CO的转化率增大；
（3）由于银离子易水解，所以配制AgNO3溶液时通常需要向其中加入硝酸，目的是抑制Ag+水解，AgCl(s)
点评：本题考查了热化学方程式的书写，化学平衡，第一小题的计算比较繁杂，后面两个小题比较容易。
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