- 焓变、反应热
- 共2059题
Ⅰ：利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H（g）+CO（g）
②2CHOH（g）
③CO（g）+HO （g）
总反应：3H（g）+3CO（g）
Ⅱ：如图甲、乙是电化学实验装置。
（1）若甲、乙两烧杯中均盛有饱和NaCI溶液。
①甲中石墨棒上的电极反应式__________，电子的移动方向为________；
②乙中总反应的离子方程式为__________，Cl
③将湿润的淀粉－KI试纸放在乙烧杯上方，发现试纸先变蓝后褪色，这是因为过量的Cl氧化了生成的I。若反应中Cl和I的物质的量之比为5：1，且生成两种酸，该反应的化学方程式为：_____________________；
（2）若甲、乙两烧杯中均盛有CuSO溶液。
①甲中铁棒上的电极反应式为：______________________；
②如果起始时乙中盛有200 mL pH=5的CuSO溶液（25℃），一段时间后溶液的pH变为1，若要使溶液恢复到电解前的状态，可向溶液中加入_________（填写物质的化学式）_________g。
正确答案
Ⅰ：－246.4kJ/mol
Ⅱ：（1）①O+2HO+4e
②2Cl
③5Cl+I+6HO=10HCl+2HIO
（2）①Fe－2e
试题分析:I：根据盖斯定律，观察目标方程式可知，①×2+②+③，即得到3H2(g)+3CO(g)
II（1）①根据装置可知甲是原电池，乙是电解池。由于氯化钠溶液显中性，所以发生吸氧腐蚀，石墨是正极，氧气得到电子，方程式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－，电子由负极出正极入，所以电子由铁经导线移向石墨。
②根据乙中电子流向可知，石墨和电源的正极相连，作阳极，溶液中的氯离子放电。铁和电源的负极相连，作阴极，溶液中的氢离子放电。所以总反应式为2Cl－＋2H2O
③5mol氯气得到5mol×2＝10mol电子，所以根据电子得失守恒可知，单质碘得到10mol电子，因此碘的化合价从0价升高到＋5价，所以氧化产物是HIO3。因此方程式为5Cl2＋I2＋6H2O===10HCl＋2HIO3。
（2）①铁是活泼的金属，作负极，所以电极反应式为Fe－2e－=Fe2＋。
②乙中阳极是OH－放电，生成氧气。阴极是铜离子放电，生成铜，总反应式为2CuSO4＋2H2O
点评：本题综合性强，在解决原电池电解池的问题上时，一定要根据最基本的知识点进行判断，不容易出错。
新近出版的《前沿科学》杂志刊发的中国环境科学研究院研究员的论文《汽车尾气污染及其危害》，其中系统地阐述了汽车尾气排放对大气环境及人体健康造成的严重危害。目前降低尾气的可行方法是在汽车排气管上安装催化转化器。NO和CO气体均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生反应：2CO(g)＋2NO(g)
（1）CO2的电子式为 。
（2）已知2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=－b kJ·mol-1；CO的燃烧 热△H=－c kJ·mol-1。书写在消除汽车尾气中NO2的污染时，NO2与CO的可逆反应的热化学反应方程式 。
（3）在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol气体CO通入到固定容积为2L的容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：
①有害气体NO的转化率为 ，0~15min NO的平均速率v(NO)= 。
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是 （选填序号）。
a．缩小容器体积 b．增加CO的量 c．降低温度 d．扩大容器体积
③若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol，化学平衡将 移动（选填“向左”、“向右”或“不”）， 移动后在达到平衡时的平衡常数是 。
正确答案
（1）
（2）4CO(g)＋2NO2(g)
（3）①40% (2分) 0.027mol/(L·min) (2分) ②c d (2分) ③向左 (2分)
5/36 L/mol或0.14 L/mol(2分)
试题分析：（1）CO2的电子式 
（2）2CO(g)＋2NO(g)
2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=－b kJ·mol-1 ②
CO(g)＋1/2O2(g)
由①－②+2×③得 4CO(g)＋2NO2(g)
（3）①
2CO(g)＋2NO(g)
起始浓度(mol·L－1) 1.2 1 0 0
转化浓度(mol·L－1) 0.4 0.4 0.2 0.4
平衡浓度(mol·L－1) 0.8 0.6 0.2 0.4
有害气体NO的转化率为
②a．缩小容器体积，CO浓度增大，所以错误。
b．增加CO的量，CO浓度增大，所以错误。
c．降低温度，正向移动，CO浓度减小，所以正确。
d．扩大容器体积，CO浓度减小，所以正确。
所以选c d。
③20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol，此时各成分的浓度变为
2CO(g)＋2NO(g)
瞬时浓度(mol·L－1) 0.8 0.6 0.4 0.6
Qc＝
乙醇是一种可燃性液体，按一定比例混合的乙醇汽油是一种新型清洁车用燃料，某科研机构研究利用CO2合成乙醇的方法：
（i）2CO2(g)+6H2(g) 
原料气氢气
（ii）CH4(g)+H2O(g)
回答下列问题：
（1）使用乙醇汽油（汽油用戊烷代替）燃料时．气缸工作时进行的反应较多，写出燃烧产生有毒气体CO、NO的所有反应的化学方程式：________________________。
（2）反应(i)中能够提高氢气转化率的措施有____。
（3）利用CO合成乙醇是目前工业生产较为成熟的工艺。已知下列热化学方程式：
（iii）CO(g)+H2O(g)
写出以CO(g)与H2(g)为原料合成乙醇的热化学方程式：___________________（焓变用
（4）反应(ii)中的甲烷和水蒸气是在特定的催化剂表面上进行的，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：
由此推知反应(ii)的焓变
（5）机动车在改用乙醇汽油后，并不能减少氮氧化物的排放。使用合适的催化剂可使NO转化为氮气，实验测得NO转化为氮气的转化率随温度变化曲线如下图所示：
由图像可知，在没有CO情况下，温度超过775K，NO的转化率减小，造成这种现象的原因可能是___________________________；在NO和CO物质的量之比为1：1的情况下，应控制的最佳温度为__________________左右。
正确答案
（1）CH3CH2OH＋2O2
（2）A C D
（3）2CO(g)＋4H2(g)=CH3CH2OH(g)＋H2O(g) ΔH1+2ΔH3
（4）> 6.75 0.3mol/( L·h)
（5）NO分解反应是放热反应，达平衡后，温度升高，则平衡逆向移动 850K（810－880K均正确）
试题分析：（1）燃料CH3CH2OH、C5H12不完全燃烧会产生CO。其反应方程式为：CH3CH2OH＋2O2
一定条件下，通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收：
2CO(g)+SO2(g)
（1）已知2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H1=—566kJ•mol—1
S(l) +O2(g)= SO2(g) △H2=—296kJ•mol—1
则反应热ΔH= kJ•mol－1。
（2）其他条件相同、催化剂不同时，SO2的转化率随反应温度的变化如图a。260℃时 （填Fe2O3、NiO或Cr2O3）作催化剂反应速率最快。Fe2O3和NiO作催化剂均能使SO2的转化率达到最高，不考虑价格因素，选择Fe2O3的主要优点是 。
（3）科研小组在380℃、Fe2O3作催化剂时，研究了不同投料比[n(CO)∶n(SO2)]对SO2转化率的影响，结果如图b。请在答题卡坐标图中画出n(CO)∶n(SO2)="2∶1" 时，SO2转化率的预期变化曲线。
（4）工业上还可用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2：Na2SO3+SO2+H2O=2NaHSO3。某温度下用1.0mol•L－1 Na2SO3溶液吸收纯净的SO2，当溶液中c(SO32－)降至0.2mol•L－1时，吸收能力显著下降，应更换吸收剂。
①此时溶液中c(HSO3－)约为______mol•L－1；
②此时溶液pH=______。（已知该温度下SO32—+H+
正确答案
（16分）
（1）—270 （3分）
（2）Cr2O3 （3分） Fe2O3作催化剂时，在相对较低温度可获得较高SO2的转化率，从而节约大量能源（3分）
（3）见下图 （3分）
（4）①1.6 （2分） ②6 （2分）
试题分析：（1）观察热化学方程式之间的关系，发现已知第1个热化学方程式减去第2个热化学方程式时，能够约去O2(g)得到2CO(g)+SO2(g)
SO32—+SO2+H2O=2HSO3—
起始浓度（mol/L） 1.0 0
变化浓度（mol/L） 0.8 1.6
更换试剂时浓度（mol/L） 0.2 1.6
则更换试剂时，c(HSO3—)=1.6mol/L
由于SO32—+H+
能源短缺是人类社会面临的重大问题，利用化学反应可实现多种形式的能量相互转化。请回答以下问题：
（1）由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化学反应的过程就是旧键断裂和新键的形成过程。已知反应N2(g)＋3H2(g)
（2）甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。已知在常压下有如下变化：
① 2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g) ΔH ＝a kJ／mol
② H2O(g)＝H2O(l) ΔH ＝b kJ／mol
写出液态甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式： 。
（3）可利用甲醇燃烧反应设计一个燃料电池。如下图1，用Pt作电极材料，用氢氧化钾溶液作电解质溶液，在两个电极上分别充入甲醇和氧气。
①写出燃料电池正极的电极反应式 。②若利用该燃料电池提供电源，与图1右边烧杯相连，在铁件表面镀铜，则铁件应是 极（填”A”或”B”）；当铁件的质量增重6.4g时，燃料电池中消耗氧气的标准状况下体积为 L。
（4）如果模拟工业上离子交换膜法制烧碱的方法，那么可以设想用如图2装置电解硫酸钾溶液来制取氢气、氧气、硫酸和氢氧化钾（电解槽内的阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过）。
①该电解槽的阳极反应式为 ，单位时间内通过阴离子交换膜的离子数与通过阳离子交换膜的离子数的比值为 。
②从出口D导出的溶液是 （填化学式）。
正确答案
（14分）（1）391 （2分）
（2）2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)； ΔH ＝（a +4b）kJ／mol（3分）（ΔH算错扣1分）
（3）①O2+2H2O+4e－=4OH－ （2分） ；②B；（1分） 1.12 （2分）
（4）① 4OH－－4e－＝2H2O+O2↑（或2H2O—4e－= O2↑+4H+ ）（2分）；1：2（1分）；② KOH（1分）；
试题分析：（1）反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，所以该反应的反应热△H＝945kJ/mol＋3×436 kJ/mol－6a＝－93 kJ/mol，解得a＝391 kJ/mol。
（2）根据盖斯定律可知，①＋②×4，即得到2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(l)，则该反应的ΔH＝（a +4b）kJ／mol。
（3）①原电池中正极得到电子，所以氧气在正极通入。由于电解质是氢氧化钾溶液，所以正极电极反应式是O2+2H2O+4e－=4OH－。
②在铁件表面镀铜，则铁件应是应该做阴极，因此和电源负极相连，即铁件应是B。铁件的质量增重6.4g，说明析出的铜应该是6.4g，物质的量是0.1mol，转移电子的物质的量是0.2mol，所以根据电子的得失守恒可知，消耗氧气的物质的量是0.2mol÷4＝0.05mol，标准状况下的体积是1.12L。
（4）①惰性电极电解硫酸钾溶液，则阳极是OH－放电，所以该电解槽的阳极反应式为4OH－－4e－＝2H2O+O2↑。由于阴极是氢离子放电，所以根据电子的得失守恒可知，单位时间内通过阴离子交换膜的离子数与通过阳离子交换膜的离子数的比值为1:2。
②由于D周围是氢离子放电，所以产生大量的OH－，因此从出口D导出的溶液是KOH。
点评：该题是中等难度的试题，试题贴近高考，综合性强，注重基础知识考查的同时，侧重能力的训练和解题方法的指导，有利于培养学生分析、归纳、总结问题的能力，也有助于提高学生的应试能力和学习效率。该题的关键是熟练掌握电化学原理，然后灵活运用即可。
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