- 焓变、反应热
- 共2059题
“温室效应”是哥本哈根气候变化大会研究的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决“温室效应”的有效途径。
（1）下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有 （填字母）。
A．采用节能技术，减少化石燃料的用量
B．鼓励乘坐公交车出行，倡导低碳生活
C．利用太阳能、风能等新型能源替代化石燃料
（2）一种途径是将CO2转化成有机物实现碳循环。如：
2CO2（g）+2H2O（l）＝C2H4（g）+3O2（g） △Hl="+1411.0" kJ／mol
2CO2（g）+3H2O（l）＝C2H5OH（l）+3O2（g） △H2="+1366.8" kJ／mol
则由乙烯水化制乙醇的热化学方程式是 。
（3）在一定条件下，6H2（g）+2CO2（g）
根据上表中数据分析：
①温度一定时，提高氢碳比[
②该反应的正反应为 （填“吸”或“放”）热反应。
（4）下图是乙醇燃料电池（电解质溶液为KOH溶液）的结构示意图，则b处通入的是 （填“乙醇”或“氧气”），a处发生的电极反应是 。
正确答案
（1）abc（2分）
（2）C2H4（g）+H2O（l）＝C2H5OH（l） △H="-44.2" kJ/mol（2分）
（3）①增大（2分）②放（2分）
（4）氧气（2分）；CH3CH2OH+16OH--12e-===2CO32-+11H2O（2分）
试题分析：（1）a．采用节能技术能减少化石燃料的使用，减少化石燃料的使用就减少了二氧化碳的排放，所以正确；
b．化石燃料燃烧产物是二氧化碳，减少化石燃料的使用就减少了二氧化碳的排放，所以正确．
c．利用太阳能、风能能减少化石燃料的使用，化石燃料燃烧产物是二氧化碳，减少化石燃料的使用就减少了二氧化碳的排放，所以正确；故选abc；
（2）2CO2（g）+2H2O（l）═C2H4（g）+3O2（g）△H=+1411.0kJ/mol①
2CO2（g）+3H2O（l）═C2H5OH（l）+3O2（g）△H=+1366.8kJ/mol②
将方程式②－①得C2H4（g）+H2O（l）═C2H5OH（l）△H=+1366.8kJ/mol-（+1411.0kJ/mol）=－44.2kJ/mol；
（3）①温度一定时，提高氢碳比（3）①温度一定时，提高氢碳比[
②从表中数据看出：温度越高，二氧化碳的转化率越小，升高温度化学平衡向着吸热方向，即向着使二氧化碳的转化率减小的方向（逆向）进行，故正向是放热反应；
（4）根据电子流向知，a电极是负极，b电极是正极，负极上燃料乙醇失电子发生氧化反应，正极上氧化剂得电子发生还原反应，所以b处是氧气，b处的电极反应式为：O2+2H2O+4e－═4OH－，
研究
（1）
写出CO（g）与
（2）CO可制做燃料电池，以KOH溶液作电解质，向两极分别充入CO和空气，工作过程中，K+移向_______极(填“正”或“负”)，正极反应方程式为：___________________。
（3）新型氨法烟气脱硫技术的化学原理是采用氨水吸收烟气中的SO2，再用一定量的磷
酸与上述吸收产物反应。该技术的优点除了能回收利用SO2外，还能得到一种复合肥料。
①该复合肥料可能的化学式为___________(写出一种即可)。
②若氨水与
常温下弱电解质的电离平衡常数如下：氨水
③向②中溶液中通入________气体可使溶液呈中性。(填“SO2”或NH3”)
此时溶液中
（4）
正确答案
（每空2分）
（1）5CO(g) + I2O5(s) = 5CO2 + I2(s) ∆H= -1377.22kJ•mol‾1
（2）正，O2 + 2H2O +4e‾ = 4OH‾
（3）① (NH4)3PO4或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4
②碱 ③ SO2 >
（4）3Fe2+ + NO3‾ + 4H+ =3Fe3+ +NO↑+ 2H2O
试题分析：（1）先写出化学方程式，标明各物质的状态，然后根据盖斯定律求算∆H，
∆H= —
（2）原电池电解质溶液中，阳离子移向正极；电解质为KOH溶液，所以正极反应为O2在H2O存在条件下得电子生成OH‾。
（3）①分析反应物，氨气、二氧化硫反应后再与磷酸反应，由磷酸的量不同可生成(NH4)3PO4或(NH4)2HPO4或NH4H2PO4。
②氨水与SO2恰好完全反应生成(NH4)2SO3，水解显碱性。
③因为②中溶液显碱性，所以通入SO2可中和OH‾，使溶液显中性；根据电荷守恒可知：[NH4+]+[H+]=[OH‾]+2[SO32‾]+[HSO3‾]，溶液中性[H+]=[OH‾],得[NH4+]=2[SO32‾]+[HSO3‾]，所以[NH4+]/[SO32‾]>2。
（4）根据信息找出反应物和生成物，配平可得离子方程式。
CO2和CH4是两种重要的温室气体，通过CH4和CO2反应制造更高价值化学品是目前的研究目标。
（1）250℃时，以镍合金为催化剂，向4 L容器中通入6 mol CO2、6 mol CH4，发生如下反应：CO2(g)＋CH4(g)
①此温度下该反应的平衡常数K= 。
②已知：CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(g) △H="-890.3" kJ·mol－1
CO(g)＋H2O (g)＝CO2(g)＋H2 (g) △H="2.8" kJ·mol－1
2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g) △H="-566.0" kJ·mol－1
反应CO2(g)＋CH4(g)
（2）以二氧化钛表面覆盖Cu2Al2O4为催化剂，可以将CO2和CH4直接转化成乙酸。
①在不同温度下催化剂的催化效率与乙酸的生成速率如图所示。250～300℃时，温度升高而乙酸的生成速率降低的原因是 。
②为了提高该反应中CH4的转化率，可以采取的措施是 。
③将Cu2Al2O4溶解在稀硝酸中的离子方程式为 。
（3）以CO2为原料可以合成多种物质。
①聚碳酸酯是一种易降解的新型合成材料，它是由加聚而成。写出聚碳酸酯的结构简式： 。
②以氢氧化钾水溶液作电解质进行电解，CO2在铜电极上可转化为甲烷，该电极反应方程式为 。
正确答案
（1）①64 ②+247.3 kJ·mol－1
（2）①温度超过250℃时，催化剂的催化效率降低
②增大反应压强或增大CO2的浓度
③3Cu2Al2O4+32H++2NO3－=6Cu2++ 6Al3++2NO↑+16 H2O
（3）①
试题分析：（1）①设消耗CH4物质的量为x，则平衡时CH4、CO2、CO、H2物质的量分别为(6-x)mol、(6-x)mol、2xmol、2xmol，由CH4体积分数得
氢是一种理想的绿色清洁能源，氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。利用FeO/Fe3O4循环制氢，已知：
H2O(g)+3FeO(s)
2Fe3O4(s)
下列坐标图分别表示FeO的转化率（图-1 )和一定温度时，H2出生成速率[细颗粒(直径0.25 mm)，粗颗粒(直径3 mm)](图-2)。
（1）反应：2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H= (用含a、b代数式表示)；
（2）上述反应b＞0，要使该制氢方案有实际意义，从能源利用及成本的角度考虑，实现反应II可采用的方案是： ；
（3）900°C时，在两个体积均为2.0L密闭容器中分别投人0.60molFeO和0.20mol H2O(g)甲容器用细颗粒FeO、乙容器用粗颗粒FeO。
①用细颗粒FeO和粗颗粒FeO时，H2生成速率不同的原因是： ；
②细颗粒FeO时H2O(g)的转化率比用粗颗粒FeO时H2O(g)的转化率 （填“大”或“小”或“相等”）；
③求此温度下该反应的平衡常数K（写出计箅过程，保留两位有效数字）。
（4）在下列坐标图3中画出在1000°C、用细颗粒FeO时，H2O(g)转化率随时间变化示意图（进行相应的标注）。
正确答案
（16分）（1）(2a+b)kJ/mol（2分）（无kJ/mol或“2a+b kJ/mol”扣1分，其他不给分）
（2）用廉价的清洁能源供给热能（2分）（答用“太阳能”、“风能”、“地热能”、“生物能”、“核能”供给热能给3分；答“加热”、“升高温度”等均不给分）
（3）①细颗粒FeO表面积大，与H2的接触面积大，反应速率加快（3分） （“增大接触面积，加快反应速率”、“接触面积越大，反应速率越快”等合理表述给3分；答“增大反应物浓度”、“FeO的量增加，反应速率加快”给1分）； ②相等（2分）（答“等于”、“=”给1分）
③（4分）解：900℃时，达到平衡时FeO转化的量为：n(FeO)=0.60mol×40%=0.24mol
H2O(g)+3FeO(s)
起始物质的量（mol） 0.20 0.60 0 0
变化物质的量（mol） 0.080 0.24 0.080 0.080
平衡物质的量（mol） 0.12 0.36 0.080 0.080 （2分）
由于固体物质的浓度是常数，不能写入平衡常数表达式，气体物质的浓度可以变化，根据c=n/V可求平衡时氢气和水蒸气的物质的量浓度，则K=
（4）（3分）
试题分析：（1）先对已知热化学方程式编号为①②，观察发现①×2+②可得，2H2O(g)=2H2(g)+O2(g)，其焓变=①的焓变×2+②的焓变=(2a+b)kJ/mol；（2）b＞0，说明反应II是吸热反应，可用用廉价的清洁能源供给热能或用“太阳能”、“风能”、“地热能”、“生物能”、“核能”供给热能；（3）①FeO是反应I中的固体反应物，细颗粒FeO表面积大，与H2的接触面积大，反应速率加快（或“增大接触面积，加快反应速率”、“接触面积越大，反应速率越快”等）；②由于固体物质浓度是常数，FeO的用量和浓度保持不变，将粗颗粒FeO改为细颗粒FeO，只能加快反应速率，不能使平衡移动，因此H2O(g)的平衡转化率不变或相等；③解：900℃时，达到平衡时FeO转化的物质的量量为：n(FeO)=0.60mol×40%=0.24mol，则：
H2O(g)+3FeO(s)
起始物质的量（mol） 0.20 0.60 0 0
变化物质的量（mol） 0.080 0.24 0.080 0.080
平衡物质的量（mol） 0.12 0.36 0.080 0.080
由于固体物质的浓度是常数，不能写入平衡常数表达式，气体物质的浓度可以变化，根据c=n/V可求平衡时氢气和水蒸气的物质的量浓度，则K=
（4）观察图1可得：随着温度的升高，FeO的平衡转化率减小，前者导致平衡向吸热方向移动，后者说明平衡向逆反应方向移动，因此逆反应是吸热反应，则反应I的正反应是放热反应；其他条件保持不变时，900℃→1000℃就是升高温度，既能加快反应速率，又能使平衡向逆反应方向移动，则H2O(g)的转化率由0逐渐增大，知道达到平衡，1000℃时达到平衡的时间比900℃时少，1000℃时H2O(g)的平衡转化率比900℃时小，由此可以画出水蒸气的转化率随温度变化的示意图。
已知：①溶液中CrO42—显黄色，Cr2O72-显橙红色
②PbCrO4难溶于水，也难溶于强酸
③H+(aq）+OH-（aq）=H2O(l）； ΔH=" —a" KJ/mol
3Cl2（g）+2Cr3+（aq）+16OH-(aq）=2CrO42-（aq）+6Cl-（aq）+8H2O(l)；ΔH="—b" KJ/mol
2CrO42-（aq）+2H+(aq）
平衡常数K=9．5×104 （上述a、b、c均大于0）
对上述反应⑤，取50mL溶液进行试验，部分测定数据如下：
试回答下列问题：
（1）0.02s到0.03s之间用Cr2O72-表示该反应的平均反应速率为
下列说法正确的（ ）
A、0.03s时V正（CrO42—）=2V逆（Cr2O72—）
B、溶液pH值不变说明该反应已达平衡状态
C、溶液中c（CrO42—）：c（Cr2O72—）=2:1时该反应已达平衡状态
D、反应放热2．5×10-3c KJ时CrO42—的转化率为50％
E、升温该反应平衡常数变大
F、0．04s时加入足量的Pb（NO3)2 可使溶液由橙色变为黄色
（3）0．03s时溶液的pH=
（4）已知酸性条件下Cr2O72—将Cl-氧化为Cl2，本身被还原为Cr3+为放热反应，试写出该反应的热化学方程式：
正确答案
（1）4×10-2mol/（L∙S)；（2）ABD；（3）1；
（4）Cr2O72- +6Cl-+14H+=3Cl2+2Cr3++7H2O ΔH=(c+b-16a）KJ/mol
试题分析：CrO42—的物质的量变化5．4×10-4- 5．0×10-4= 4．0×10-5 mol，用CrO42-表示的速率是8×10-2 mol/（L∙S)，依CrO42-（aq）+H+(aq）
0．03s时，CrO42—有5．4×10-4- 5．0×10-4= 4．0×10-5 mol转变成Cr2O72—，Cr2O72—增加4．0×10-5 mol，即共为4．73×10-3+4．0×10-5 mol=4．75×10-3mol，所以0．03s时是平衡状态；此时V正（CrO42—）=2V逆（Cr2O72—）。A对。溶液pH值不变说明H+浓度不变，该反应已达平衡状态；B对。平衡是c（CrO42—）：c（Cr2O72—）= 5．0×10-4: 4．75×10-3，不是2:1，C错。反应放热2．5×10-3c KJ时，CrO42—转化5．0×10-3 mol ，CrO42—的转化率为5．0×10-3 mol÷0．01mol =50％，D正确。该反应时放热反应，升温该反应平衡常数变小，E错误。0．04s时是平衡状态，由于PbCrO4难溶于水，也难溶于强酸，加入足量的Pb（NO3)2 可减小CrO42—浓度，使平衡左移，溶液由橙色变为黄色，最后为无色，F错误。平衡常数K=9．5×104 可以算出H+浓度是0．1mol/（L，pH= 1；(1)H+(aq）+OH-（aq）=H2O(l）； ΔH=" —a" KJ/mol
(2)3Cl2（g）+2Cr3+（aq）+16OH-(aq）=2CrO42-（aq）+6Cl-（aq）+8H2O(l)；ΔH="—b" KJ/mol
(3)2CrO42-（aq）+2H+(aq）
Cr2O72- +6Cl-+14H+=3Cl2+2Cr3++7H2O ΔH=(c+b-16a）KJ/mol
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