- 焓变、反应热
- 共2059题
常温下，0.1m01／L的下列溶液：
①HCl、②CH3COOH、③CH3COONa、④NaOH、⑤FeCl3、⑥NaCl。
（1）pH由小到大排列顺序为 （填序号）；
（2）实验室配制⑤的溶液时常需加入少量盐酸，否则得到的是浑浊的溶液，产生浑浊的原因是（用离子方程式表示）
（3）物质的量浓度相同的①氨水②氯化铵③碳酸氢铵④硫酸氢铵⑤硫酸铵
在上述五种溶液中，铵根离子物质的量浓度由大到小的顺序是
（4）已知拆开1molH—H键，1molN—H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、39l kJ、946 kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为
正确答案
（1）①②⑤⑥③④ （2）Fe3++3H2O
（3）⑤＞④＞②＞③＞① （4）N2(g)+3H2(g)
试题分析：（1）盐酸是一元强酸，醋酸是一元弱酸，醋酸钠是弱酸强碱盐，氢氧化钠是一元强碱。氯化铁是强酸弱碱盐，氯化钠是强酸强碱盐，所以在浓度相等的条件下，pH由小到大排列顺序为①②⑤⑥③④。
（2）氯化铁溶于水，铁离子水解生成氢氧化铁和盐酸，所以加入盐酸的目的是抑制铁离子的水解，方程式是Fe3++3H2O
（3）在溶液中NH4＋水解，而硫酸氢铵能电离出氢离子，抑制NH4＋水解。HCO3－水解，显碱性，促进NH4＋水解，所以五种溶液中，铵根离子物质的量浓度由大到小的顺序是⑤＞④＞②＞③＞①。
（4）反应热是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，则该反应的反应热△H＝3×436kJ/mol＋946kJ/mol－2×3×391kJ/mol＝－92.0kJ/mol，所以反应的热化学方程式是N2(g)+3H2(g)
点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题综合性强，差值对学生灵活运用基础知识解决实际问题的能量的培养。旨在提高学生分析、归纳、总结问题的能力。有利于调动学生的学习兴趣和学习积极性，也有助于培养学生的逻辑推理能力和抽象思维能力。
臭氧可用于净化空气、饮用水消毒、处理工业废物和作为漂白剂。
（1）臭氧几乎可与除铂、金、铱、氟以外的所有单质反应。如：
6Ag(s)+O3(g)= 3Ag2O(s)； △H=－236kJ·mol-1，
已知：2Ag2O(s)= 4Ag(s)+O2(g)； △H=" +62" kJ·mol-1，
则O3转化为O2的热化学方程式为________________________________________________。
（2）臭氧在水中易分解，臭氧的浓度减少一半所需的时间如下表所示。
由上表可知pH增大能加速O3分解，表明对O3分解起催化作用的是__________(填微粒符号)。
（3）电解法臭氧发生器具有臭氧浓度高、成分纯净、在水中溶解度高的优势，在医疗、食品加工与养殖业及家庭方面具有广泛应用前景。科学家P．Tatapudi等人首先使用在酸性条件下电解水的方法制得臭氧。
臭氧在阳极周围的水中产生，其电极反应式为_______________________；阴极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为_______________________。
正确答案
（1）2O3=3O2 △H="-286kJ/mol" (3分)（2）OH－ (1分)
（3）3H2O－6e－＝O3↑＋6H＋ (3分) 3O2＋6H＋＋6e－＝3H2O2(3分)
试题分析：（1）①6Ag（s）+O3（g）=3Ag2O（s）△H=-235.8kJ•mol-1，②2Ag2O（s）=4Ag（s）+O2（g）△H=+62.2kJ•mol-1，根据盖斯定律可知①×2+②×3可得到，2O3（g）=3O2（g），则反应热△H=（-235.8kJ•mol-1）×2+（+62.2kJ•mol-1）×3=-285kJ/mol，所以热化学方程式为2O3（g）=3O2（g）△H=-285kJ/mol（2）由表格中的数据可知，相同温度下，pH越大，O3分解速率越大，表明对O3分解起催化作用的是OH-（3） 酸性条件下电解水的方法制得臭氧．臭氧在阳极周围的水中产生，其电极反应式为3H2O-6e-=O3↑+6H+，阴极附近的氧气则生成过氧化氢，其电极反应式为3O2+6H++6e-=3H2O2
(14分)CO2是一种主要的温室气体，研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示。
①在通常状况下，金刚石和石墨中， （填“金刚石”或“石墨”）更稳定，石墨的燃烧热为 kJ·mol－1。
②石墨与CO2反应生成CO的热化学方程式： 。
（2）采用电化学法可将CO2转化为甲烷。试写出以氢氧化钾水溶液作电解质时，该转化的电极反应方程式 。
（3）CO2为原料还可合成多种物质。工业上常以CO2(g) 与H2(g)为原料合成乙醇。
①已知：H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol－1
CO(g)+H2O(g)
2CO(g)+4H2 (g)
则：2CO2(g)+6H2(g) 
②下图是一种以烟道气为原料合成乙醇的工作原理示意图。
对上述流程的分析，下列说法正确的是 。
③如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。该电池负极的电极反应为 。
正确答案
（1）①石墨 393.5 ② C(s、石墨)+CO2(g) =2CO(g) △H= +172.5kJ·mol－1
（2）CO2+8e－+6H2O=CH4+8OH－（3）① —305.7kJ·mol－1 ② AD
③ CH3CH2OH-4e－+H2O=4H++CH3COOH
试题分析：（1）①能量越低越稳定，图中石墨的能量低于金刚石；由图像可知石墨的燃烧热ΔH=ΔH2+ΔH3=－393.5 kJ·mol－1。②将反应C(s、石墨)+ O2(g) =CO2(g) ΔH=－393.5 kJ·mol－1和2CO(g)+ O2(g) =2CO2(g) ΔH=－283.0×2kJ·mol－1相减即得：C(s、石墨)+CO2(g) =2CO(g) △H= +172.5kJ·mol－1。
（2）
（3）①由盖斯定律：Ⅲ-Ⅱ×2-Ⅰ×3可得ΔH= (－256.1kJ·mol－1)－(－41.2kJ·mol－1)×2－(+44kJ·mol－1)×3=
—305.7kJ·mol－1；②A项 光能→电能、电能→化学能，热能→化学能，化学能→化学能，热能→动能，正确；B项 电解水阴极反应式为2H2O+2e－=2OH-+H2↑，错误；C项 合成塔中的反应方程式为：
6H2+2CO2=CH3CH2OH+3H2O ，错误；D项 产物是乙醇和水，无污染，正确。
③由图可判断总反应式：CH3CH2OH+O2= CH3COOH+H2O，正极反应式：O2+4e－+4H+=2H2O，两式相减得负极反应式：CH3CH2OH－4e－+H2O=4H++CH3COOH
（10分）（1）用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。例如：
CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)＋CO2(g)+2H2O(g) ΔＨ＝－574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) ΔＨ＝－1160 kJ·mol-1
若用标准状况下4.48ＬCH4还原NO2至N2，整个过程中转移的电子总数为 （阿伏伽德罗常数用NA表示），放出的热量为 kJ。
（2）已知：C3H8(g ) ==== CH4(g)＋HC≡CH(g)＋H2(g) △H1＝156.6kJ·mol-1
CH3CH＝CH2(g) ==== CH4(g)＋HC≡CH(g) △H2＝32.4kJ·mol-1
则相同条件下，反应C3H8(g)====CH3CH＝CH2 (g)＋H2(g)的△H＝ kJ·mol-1。
(3)甲烷在高温下与水蒸气反应反应方程式为：CH4(g)＋H2O(g)＝CO(g)＋3H2(g)。部分物质的燃烧热数据如右表：已知1mol H2O(g)转变为1mol H2O(l)时放出44.0 kJ热量。写出CH4和H2O在高温下反应的热化学方程式 。
(4)有人设想寻求合适的催化剂和电极材料，以N2、H2为电极反应物，以HCl－NH4Cl为电解质溶液制取新型燃料电池。请写出该电池的正极反应式 。
正确答案
（10分） （1） 1、6NA 173、4 （2） +124、2
（3）CH4(g) + H2O(g) ="=" CO(g) + 3H2(g) ∆H= --1420、7 kJ/mol
(4) N2 + 6e + 8H+ ="=" 2NH4+
试题分析：（1）根据盖斯定律可知，①＋②即得到CH4(g)＋2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－867 kJ·mol－1。标准状况下4.48 L CH4的物质的量为0.2 mol，失去0.2mol×8＝1.6mol电子，放出的热量为0.2 mol×867 kJ·mol－1＝173.4 kJ。
（2）同样根据盖斯定律可知，①－②即得到C3H8(g)====CH3CH＝CH2 (g)＋H2(g)，所以该反应的△H＝＋156.6kJ·mol-1－32.4kJ·mol-1＝＋124.2kJ/mol。
（3）根据物质的燃烧热可知，①H2(g)+1/2O2(g)＝H2O(l) ΔＨ＝－285.8 kJ·mol-1、②CO(g)+1/2O2(g)＝CO2(g) ΔＨ＝－283.0 kJ·mol-1、③CH4(g)+2O2(g)＝CO2(g)+2H2O(l) ΔＨ＝－890.3 kJ·mol-1、④ H2O(g)＝H2O(l) △H＝－44.0 kJ/mol。所以根据盖斯定律可知，③＋④－①×3－②即得到CH4(g) + H2O(g) ="=" CO(g) + 3H2(g) ∆H= --1420、7 kJ/mol。
（4）原电池中正极得到电子，所以氮气在正极得到电子。又因为溶液显酸性，所以正极电极反应式是N2 + 6e + 8H+ ="=" 2NH4+。
点评：书写热化学方程式以及反应热的计算中，盖斯定律有着广泛的应用，需要熟练掌握并结合有关数学知识灵活运用。
（6分）甲醇是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景，工业上一般可采用如下反应来合成甲醇：
CO(g) + 2H2(g) 
⑴该反应的平衡常数表达式为 K = ___________________________。
⑵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。
①该反应的焓变△H _____0（填“＞”、“＜”或“＝”）。
②若容器容积不变，下列措施可增加甲醇产率的是_________。
⑶已知在常温常压下:
① 2CH3OH(l) + 3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g) △H＝-a kJ·mol－1
② 2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H＝-b kJ·mol－1
③ H2O(g) = H2O(l) △H＝-c kJ·mol－1
则CH3OH(l) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(l) △H＝ ____________________ kJ·mol－1。
正确答案
⑴ 
⑵ <（1分） B （1分） ⑶ 
（1）平衡常数是在一定条件下的可逆反应中，当可逆反应反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据反应的方程式可知，该反应的平衡常数是
（2）（2）①根据图像可知，T2大于T1，升高温度，CO的转化率是降低的，所以正反应是放热反应，即△H小于0。
②升高温度，平衡向逆反应方向进行，A不正确；催化剂不能改变平衡状态，C不正确；充入He，使体系总压强增大，但浓度是不变的，所以平衡不移动，答案选B。
（3）根据盖斯定律可知，（①＋④×4－②）÷2即得到CH3OH(l) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(l)，所以该反应的△H＝
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