- 焓变、反应热
- 共2059题
氨是一种重要的化工产品，是氮肥工业、有机合成工业以及制造硝酸、铵盐和纯碱的原料，也是一种常用的制冷剂。
(1) 实验室制备氨气的化学反应方程式为_________。
(2) 工业合成氨的反应方程式为：N2(g)＋3H2(g)
下列说法正确的是_______。
E.图II是不同温度下反应体系中氨的物质的量与反应时间关系图，且TA>TB；
F.该反应的平銜常数KA
G.在曲线A条件下，反应从开始到平衡，消耗N2的平均速率为
(3) —定温度下，向一个容积为2 L的密闭容器中通入2 mol N2和7 mol H2，达到平衡时测得容器的压强为起始时的
(4)已知H2(g)的燃烧热为285.8 kJ/mol，试写出表示NH3(g)燃烧热的热化学反应方程式_____。以氨气为燃料可以设计制氨燃料电池（电极材料均为惰性电极,KOH溶液作电解质溶液）该电池负极电极反应式为_______经測定，该电作过程中每放出1molN2实际提供460kJ的电能，则该燃料电池的实际效率为_____(燃料电池的实标效率是指电池实际提供的电能占燃料电池反应所能释放出的全部能量的百分数)
正确答案
（1）2NH4Cl＋Ca(OH)2
（3）0.25L2·mol－2（2分，平衡常数不带单位也给分）；
a＋0.5c＝2、b＋1.5c＝7（2分）；2＜c＜4（2分）
（4）NH3(g)＋
2NH3－6e－＋6OH－＝6H2O＋N2（2分） 60.1%（1分）
试题分析：(1)实验室制备氨气的化学反应方程式为2NH4Cl＋Ca(OH)2
（2）根据图像I可知，反应物的总能量高于生成物的总能量，因此该反应是放热反应，所以ΔH＝312.4kJ/mol=404.8kJ/mol＝－92.4kJ/mol，A正确；催化剂降低反应的活化能，所以使用催化剂会使E1的数值增大，B不正确；为了提高转化率，工业生产中反应的浓度并不是越低越好，C不正确；根据图像Ⅱ可知，曲线A首先达到平衡状态，这说明曲线A的反应速率快。但平衡时曲线A表示的氨气物质的量低，由于正方应是体积减小的放热的可逆反应，所以曲线Ⅱ中表示的条件是升高温度，所以选项D不正确，E正确；升高温度平衡向逆反应方向移动，所以平衡常数减小，因此选项F正确。根据图像Ⅱ可知，反应进行到t1时，可逆反应达到平衡状态，此时生成氨气的物质的量是n1mol，所以消耗氮气的物质的量是2n1mol，所以在曲线A条件下，反应从开始到平衡，消耗N2的平均速率为
（3） N2(g)＋3H2(g)
起始浓度（mol/L） 1 3.5 0
转化浓度（mol/L） x 3x 2x
平衡浓度（mol/L） 1－x 3.5－3x 2x
达到平衡时测得容器的压强为起始时的
所以
解得x＝0.5
所以该温度下可逆反应的平衡常数K＝
对于恒温恒容下对于反应前后气体体积发生变化的反应来说（即△n≠0的体系）：等效转化后，对应各物质起始投料的物质的量与原平衡起始态相同即可，据此可知欲使平衡混合物中各物质的质量与原平衡相同，则a,b,c满足的关系为a＋0.5c＝2、b＋1.5c＝7。由于平衡时氨气的物质的量是2mol，所以要欲使反应在起始时向逆反应方向进行，c的取值范围是c＞2。当起始时反应物的物质的量为0时，氨气的物质的量最大，所以根据a＋0.5c＝2、b＋1.5c＝7可知，c＝4或4.7，因此c的取值范围是2＜c＜4。
（3）H2(g)的燃烧热为285.8 kJ/mol，则氢气燃烧的热化学方程式是H2(g)＋0.5O2(g)＝H2O(l) △H＝－285.8 kJ/mol…①，所以根据N2(g)＋3H2(g)
研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
(1)将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等。
①已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)=2Fe(s)＋3CO(g) ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1
C(石墨)＋CO2(g)=2CO(g) ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1
则CO还原Fe2O3的热化学方程式为___________________________
②利用燃烧反应可设计成CO/O2燃料电池(以KOH溶液为电解液)，写出该电池的负极反应式___________________________________________
(2)某实验将CO2和H2充入一定体积的密闭容器中，在两种不同条件下反应：
CO2(g)＋3H2(g)
测得CH3OH的物质的量随时间变化如上图所示，回答问题：
①下列措施中能使n(CH3OH)/n(CO2)增大的是________。
②曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ________KⅡ(填“大于”“等于”或“小于”)。
③一定温度下，在容积相同且固定的两个密闭容器中，按如下方式投入反应物，一段时间后达到平衡。
若甲中平衡后气体的压强为开始时的
(3)用0.10 mol·L－1盐酸分别滴定20.00 mL 0.10 mol·L－1的NaOH溶液和20.00 mL 0.10 mol·L－1氨水所得的滴定曲线如下：
请指出盐酸滴定氨水的曲线为________(填“A”或“B”)，请写出曲线a点所对应的溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序________。
正确答案
(1)①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝－28.5 kJ·mol－1
②CO＋4OH－－2e－=CO32—＋2H2O
(2)①CD
②大于
③0.4＜c≤1
(3)B c(NH4+)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)
(1)①根据盖斯定律，第一个方程式减去3乘以第二个方程式得Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g) ΔH＝ΔH1－3ΔH2＝489.0 kJ·mol－1－3×172.5 kJ·mol－1＝－28.5 kJ·mol－1。②该燃料电池的总反应方程式为2CO＋O2＋4OH－=2CO32—＋2H2O……①，电池正极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－……②，(①－②)÷2得负极反应式为CO＋4OH－－2e－=CO32—＋2H2O。
(2)①A项，升高温度，平衡逆向移动，使比值减小；B项，恒容时充入不反应的气体，平衡不移动，比值不变；C项，将H2O(g)从体系中分离，平衡正向移动，使比值增大；D项，相当于增大压强，平衡正向移动，使比值增大。②曲线Ⅱ优先达到平衡且平衡时生成物CH3OH的物质的量小，说明曲线Ⅱ对应的温度高，升高温度放热反应的平衡常数减小。③甲、乙为等效平衡，甲起始时n(CO2)＝1 mol，所以c≤1；利用三段式法可求得甲达到平衡时n(CH3OH)＝n(H2O)＝0.4 mol，要维持乙中反应起始时逆向进行，需使c＞0.4。
(3)NH3·H2O是弱碱，浓度均为0.10 mol·L－1的NaOH溶液和氨水，氨水的pH小，故盐酸滴定氨水的曲线是B；a点pH＞7，说明该点氨水过量，溶液中的溶质是NH4Cl和NH3·H2O，故溶液中离子浓度由大到小的顺序为c(NH4+)＞c(Cl－)＞c(OH－)＞c(H＋)
化学反应变化过程及结果的研究。按要求回答问题：
（1）关于反应过程中能量变化的研究：
则：2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H= kJ·mol-1。
（2）关于反应速率和限度的研究：
工业生产尿素的原理是以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2]，反应的化学方程式为：
2NH3 (g)+ CO2 (g) 
①焓变ΔH _______0 （填“>”、“<”或“=”）。
②在一定温度和压强下，若原料气中的NH3和CO2的物质的量之比（氨碳比）
③上图中的B点处，NH3的平衡转化率为 。
（3）关于电化学的研究：
铝是日常生活中用途最多的金属元素，下图为Al-AgO电池的构造简图，电解质溶液为NaOH，它可用作水下动力电源，该电池中铝电极反应式为 。用该电池电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图如下图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为 。
（4）关于电离平衡的研究：
人体血液里存在重要的酸碱平衡：
试回答：
正常人体血液中，HCO3-的水解程度 电离程度（填“大于”、“小于”、“等于”）；
②人体血液酸中毒时，可注射缓解 （填选项）；
A．NaOH溶液 B．NaHCO3溶液 C．NaCl溶液 D．Na2SO4溶液
③ pH=7.00的血液中，c(H2CO3) c(HCO3－) （填“<”、“>”、“＝”）
正确答案
（1）-a+2b-4c（2分）
（2）① < （2分） ②c(NH3)增大，平衡正向移动（2分） ③32% （3分）
（3）Al＋4OH－―3e－＝AlO2-＋2H2O（2分） CO(NH2)2＋8OH－－6e－＝CO32-＋N2↑＋6H2O （2分）
（4）①大于（1分）； ②B（1分） ③＜（1分）
试题分析：（1） 运用盖斯定律，可得要求化学反应的∆H=∆H1-2∆H2+4∆H3。
(2)①随着温度升高，平衡常数K逐渐减少，所以正反应为放热反应，∆H<0。
②c(NH3)增大，平衡正向移动，CO2的转化率增大。
③B点氨碳比为4.0，设氨的物质的量为4n，CO2的物质的量为n，则转化的CO2为0.64n，根据化学方程式可得转化的氨为1.28n，则氨的转化率为：1.28n÷4n×100％=32％
（3）Al在OH‾存在条件下失去3e‾, 生成AlO2-，根据图（3）可以看出阳极产生N2，CO(NH2)2中的C转化为CO32‾，H与OH‾转化为H2O，配平可得电极方程式。
（4）正常人体血液pH保持在7.35～7.45，所以HCO3‾的水解程度大于电离程度，HCO3‾能调节pH，起到缓冲作用，所以选B NaHCO3溶液，因为等浓度的H2CO3的电离程度大于HCO3‾的水解程度，血液的pH为7.00，则H2CO3的程度小于H CO3‾的程度。
“神七”登天谱写了我国航天事业的新篇章。火箭升空需要高能的燃料，通常用肼(N2H4)作为燃料，N2O4做氧化剂。
（1）已知：N2(g) + 2O2(g) =2NO2(g) △H＝＋67.7 kJ·mol－1
N2H4(g) + O2(g) =N2(g) + 2H2O(g) △H＝－534.0 kJ·mol－1
2NO2(g)
试写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氮气和气态水的热化学方程式： 。
（2）工业上可用次氯酸钠与过量的氨反应制备肼，该反应的化学方程式为： 。
（3）一定条件下，在2L密闭容器中起始投入2 mol NH3和4 mol O2发生反应：
4NH3(g)+5O2(g）
测得平衡时数据如下：
①在温度T1下，若经过10min反应达到平衡，则10min内反应的平均速率
v(NH3)＝ 。
②温度T1和T2的大小关系是T1 T2（填“>”、 “<”或“＝”）。
（4）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。某种电化学装置可实现如下转化：2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料。已知该反应的阳极反应为：
（5）下图是某空间站能量转化系统的局部示意图，其中燃料电池采用KOH溶液为电解液。
如果某段时间内氢氧储罐中共收集到33.6L气体（已折算成标准状况），则该段时间内水电解系统中转移电子的物质的量为 mol。
正确答案
（14分）
（1）2N2H4(g) + N2O4(g)=3N2(g) + 4H2O(g) △H=－1083.0 kJ·mol－1 （2分）
（2）NaClO + 2 NH3 =N2H4 + NaCl + H2O （2分）
（3）0.08 mol•L—1 •min—1 （2分） < （2分）
（4）2CO2+4e—+2H2O=2CO+4OH—（或CO2+2e—+H2O=CO+2OH—）（2分）
不能，因为该反应的△H＞0，△S
（5）2 （2分）
试题分析：⑴由盖斯定律：①N2(g) + 2O2(g) =2NO2(g) △H1＝＋67.7 kJ·mol－1
②N2H4(g) + O2(g) =N2(g) + 2H2O(g) △H2＝－534.0 kJ·mol－1
③2NO2(g)
②×2―①―③得：△H=2△H2―△H1―△H3=－534.0 kJ·mol－1×2―67.7 kJ·mol－1 ＋52.7 kJ·mol－1=－1083.0 kJ·mol－1,答案： 2N2H4(g) + N2O4(g)=3N2(g) + 4H2O(g) △H=－1083.0 kJ·mol－1；⑵用氧化还原反应的思想，分析出氧化剂为NaClO，还原产物为NaCl，还原剂为NH3，氧化产物为N2H4，答案：NaClO + 2 NH3 =N2H4 + NaCl + H2O；⑶①由4NH3(g)+5O2(g）
黄铁矿（主要成分为FeS2）是工业制取硫酸的重要原料，其燃烧产物为SO2和Fe2O3。
（1）已知1g FeS2完全燃烧放出7.1kJ热量，则表示FeS2完全燃烧反应的热化学方程式为：
______________________________________________________________。
（2）将0.050molSO2(g)和0.030molO2(g)放入容积为1L的密闭容器中，反应：2SO2(g)＋O2(g)
（3）当该反应处于平衡状态时，欲使平衡向正反应方向移动且反应速率加快，下列措施可行的是 。（填字母）
（4）反应：2SO2(g)＋O2(g)
正确答案
（1）4FeS2(s)＋11O2(g)
（2）K＝1.6×103（2分） 80% （2分） （3）B（1分，多选不得分）
试题分析：（1）FeS2完全燃烧燃烧的化学方程式是4FeS2＋11O2
（2） 2SO2(g)＋O2(g)
起始浓度（mol/L） 0.050 0.030 0
转化浓度（mol/L） 0.040 0.020 0.040
平衡浓度（mol/L） 0.010 0.010 0.040
所以该温度下平衡常数K＝
SO2的平衡转化率＝
（3）向平衡混合物中充入Ar，容器容积不变，浓度不变，反应速率和平衡状态不变，A不正确；向平衡混合物中充入O2，增大反应物的浓度，反应速率增大，平衡向正反应方向移动，B正确；改变反应的催化剂平衡状态不变，C不正确；降低反应的温度，平衡向正反应方向移动，但反应速率降低，D不正确，答案选B。
（4）温度高反应速率快，到达平衡的时间减少。由于正反应是放热反应，所以温度高不利于平衡向正反应方向进行，SO2的转化率降低，因此正确的图像是
点评：该题是高考中的常见考点和题型，属于中等难度试题的考查，试题综合性强，侧重对学生能力的培养和解题方法的指导与训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力，提升学生的学科素养。
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