- 焓变、反应热
- 共2059题
工业上通常在恒容密闭容器中采用CO(g)和H2 (g)反应催化合成甲醇CH3OH(g)：
（1）已知：① 2CO(g) + O2 (g) = 2CO2 (g) ΔH =" -566.0" kJ·mol-1
② 2H2(g) + O2 (g) ="2" H2O (g) ΔH =" -398.0" kJ·mol-1
③2CH3OH(g) +3O2 (g) =2CO2 (g) +4 H2O(g) ΔH =" -1104.0" kJ·mol-1
则CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的热化学方程式是_______________。
（2）据研究，反应过程中起催化作用的为CuO，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂CuO的量不变，原因是：_______________________________ (用化学方程式表示)。
（3）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）__________。
A. 混合气体的密度不变
B. 混合气体的平均相对分子质量不变
C. CH3OH(g)、CO(g)、H2(g)的浓度都不再发生变化
D.生成CH3OH(g)的速率与消耗CO(g)的速率相等
（4）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。
某温度下，将2molCO(g)和6mol H2(g)充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)=0.5mol/L，则CO(g)的转化率为________，此时的温度为__________。
（5）要提高CO(g)的转化率，可以采取的措施是__________。
A. 升高温度 B. 加入催化剂 C. 增加CO(g)的浓度
D. 加入H2(g)加压 E. 分离出甲醇 F.加入惰性气体加压
（6）一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
下列说法正确的是__________。
A. 2c1>c3 B. a+b=129 C. 2p2
正确答案
（每空2分，共14分）
（1）CO(g)+2H2 (g) 
（2）CuO＋CO
（3）B C（对一个得1分，见错不得分，共2分）
（4）50% （2分） 300℃ （2分）
（5）D E（对一个得1分，见错不得分，共2分）
（6）B D（对一个得1分，见错不得分，共2分）
试题分析：（1）[②*2-(③-①)]/2，就得到所求的热化学方程式CO(g)+2H2 (g) 
（2）因为CO会还原CuO或Cu还原CO2，且都是可逆反应，方程式为：CuO＋CO
（3）A项：质量守恒，容器体积不变，密度一直不变，故错；D项：都是正反应速率，故错。故选BC。
（4）开始时c(CO)= 1mol/L，平衡时测得c(CO)=0.5mol/L，则转化的故CO(g)的c(CO)=0.5mol/L，故转化率为50%。开始时c(H2)=3mol/L，根据化学反应转化的量之比等于化学计量数之比，故平衡时测得c((H2)= 2mol/L，c((CH3OH)=0.5mol/L，故K=0.250，素以温度为300℃。
（5）A项：化学平衡逆向移动，故错；B、F项：化学平衡不移动，故错；C项：加入的比反应的多，故错；D、E项：化学平衡正向移动，故正确。
点评：本题考查化学平衡以及化学反应与能量问题，题目综合度较高，难度中等，本题注意把握化学平衡的计算以及反应热的计算方法。
镁化合物具有广泛用途。请回答有关镁的下列问题：
(1)单质镁在空气中燃烧的主要产物是白色的________，还生成少量的________（填化学式）；
(2)CH3MgCl是一种重要的有机合成试剂，其中镁的化合价是____，该化合物水解的化学方程式为____；
(3)下图是金属镁和卤素反应的能量变化图（反应物和产物均为298 K时的稳定状态）。
下列选项中正确的是____（填序号）。
①MgI2中Mg2+与I-间的作用力小于MgF2中Mg2+与F-间的作用力
②Mg与F2的反应是放热反应
③MgBr2与Cl2反应的△H<0
正确答案
(1)氧化镁；氮化镁
(2)+2；2CH3MgCl+2H2O→Mg(OH)2+MgCl2+2CH4
(3)①②③⑤
汽车尾气中NOx的消除及无害化处理引起社会广泛关注。
（1）某兴趣小组查阅文献获得如下信息：
N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180.5kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)) △H=―483.6kJ/mol
则反应2H2(g)+2NO(g)=2H2O(g)+N2(g) △H= 。
（2）该小组利用电解原理设计了如图1装置进行H2还原NO的实验[高质子导电性的SCY陶瓷(能传递H+)为介质，金属钯薄膜做电极]。
钯电极A为 极，电极反应式为 。
（3）氨法催化还原NO原理如下：
主反应：4NO(g)+4NH3(g)+O2(g)
副反应：4NH3(g)+3O2(g)
4NH3(g)+ 4O2(g)
4NO(g)+4NH3(g)+3O2(g)
有关实验结论如图2、图3所示，据此回答以下问题：
①催化还原NO应控制n(NH3)/n(NO)的最佳值为 ，理由是 。
②主反应平衡常数表达式：K= ，随着温度的增加，K将 (选填“增加”、 “减小”或“不变”。
③影响N2O生成率的因素有 、氧气浓度和 。
正确答案
（1）―664.1kJ/mol (2分)
（2）阴极(2分) 2NO+4H++4e—=N2↑+2H2O (2分)
（3）①1 (1分) n(NH3)/n(NO)小于1时，NO脱除率不高，n(NH3)/n(NO)大于1时，NO脱除率增加不明显且N2O生成率明显增加（ 3分）
②
③温度(1分) n(NH3)/n(NO) (1分)(本题两空答案顺序可颠倒)
试题分析：（1）根据盖斯定律，将第2个反应减去第1个反应可得，△H=―664.1kJ/mol；（2）由原电池原理可知，内电路中阳离子移向正极，读图可知，钯电极A为正极、钯电极B为负极；由电子、电荷、原子均守恒可知，酸性环境下正极发生的还原反应式为2NO+4H++4e—=N2↑+2H2O；（3）①读图、对比可知，n(NH3)/n(NO)小于1时，NO脱除率不高，n(NH3)/n(NO)大于1时，NO脱除率增加不明显且N2O生成率明显增加，因此n(NH3)/n(NO)的最佳值为1；②由反应式可知，K=
硫及其化合物在自然界中广泛存在，运用相关
原理回答下列问题：
（1）如图表示一定温度下，向体积为10L的密闭容器中充入1molO2和一定量的SO2后，SO2和SO3(g)的浓度随时间变化的情况。
①该温度下，从反应开始至平衡时氧气的平均反应速率是 ；
②该温度下，反应2SO2(g)+O2(g) 
（2）以黄铜矿（主要成分CuFeS2）为原料，经焙烧、熔炼等使铁元素及其他有关杂质进入炉渣，将铜元素还原为铜。发生的主要反应为：
2Cu2S(s)+3O2(g) = 2Cu2O(s)+2SO2(g) △H ="-768.2" kJ·mol－1
2Cu2O(s)+ Cu2S (s) = 6Cu(s)+SO2(g) △H ="+116.0" kJ·mol－1
①“焙烧”时，通入少量空气使黄铜矿部分脱硫生成焙砂（主要成分是Cu2S和FeS，其物质的量比为1:2）和SO2，该反应的化学方程式为： 。
②在熔炼中，Cu2S与等物质的量的O2反应生成Cu的热化学方程式为： 。
（3）用电解的方法将硫化钠溶液氧化为多硫化物的研究具有重要的实际意义，将硫化物转变为多硫化物是电解法处理硫化氢废气的一个重要内容。
如图，是电解产生多硫化物的实验装置：
①已知阳极的反应为：(x+1)S2－=SxS2－+2xe－，则阴极的电极反应式是： 。
当反应转移xmol电子时，产生的气体体积为 （标准状况下）。
②将Na2S·9H2O溶于水中配制硫化物溶液时，通常是在氮气气氛下溶解。其原因是（用离子反应方程式表示）： 。
正确答案
（14分，每空2分）
（1）①9×10-3mol•L‾1•min‾1 ②8.1×103 L•mol‾1
（2）①2CuFeS2 + O2
②Cu2S(s) + O2(g) =" 2Cu(s)" + SO2(g) △H ="-217.4" kJ·mol-1
（3）①2H2O+2e－=2OH－+H2 11.2x L
②2S2－＋O2＋2H2O=2S↓＋4OH－ ；
试题分析：
（1）①根据速率计算公式，可以求出速率为9×10-3mol•L‾1•min‾1； ② K=C2(SO3)/C2(SO2)*C(O2)= 8.1×103 L•mol‾1;
（2）①根据题目信息“焙烧”时，通入少量空气使黄铜矿部分脱硫生成焙砂（主要成分是Cu2S和FeS，其物质的量比为1:2）和SO2，所以确定出反应物为CuFeS2 + O2产物应该是Cu2S+ 2FeS+ SO2且要满足2：1，然后据原子守恒可求得。
②Cu2S与等物质的量的O2反应生成Cu很显然这是个氧化还原反应，根据化合价有升有降和盖斯定律可以得出热化学方程式为Cu2S(s) + O2(g) =" 2Cu(s)" + SO2(g) △H ="-217.4" kJ·mol-1。
（3）①由于溶液中的在阳极得电子的离子只能是阳离子且阳离子只有Na+和H+,所以只能有H+得电子，考虑到是碱性电解质溶液，所以反应式为2H2O+2e－=2OH－+H2；根据电子守恒，当有当反应转移xmol电子时，产生的气体物质的量为x/2mol，所以其体积为11.2x L。②由于S2-有强的还原性易被空气中氧气氧化，再考虑到硫化钠溶液呈碱性，所以其离子方程式为2S2－＋O2＋2H2O=2S↓＋4OH－ ；
高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：Fe2O3（s）＋3CO（g）2Fe（s）＋3CO2（g）
ΔH＝a kJ·mol－1。
（1）已知：①Fe2O3（s）＋3C（s，石墨）=2Fe（s）＋3CO（g）
ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1；
②C（s，石墨）＋CO2（g）=2CO（g） ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1。则a＝________。
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K＝________，温度升高后，K值________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）在T ℃时，该反应的平衡常数K＝64，在2 L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。
①甲容器中CO的平衡转化率为________。
②下列说法正确的是________（填字母）。
a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态
b．增加Fe2O3的量，可以提高CO的转化率
c．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率
d．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2∶3
（4）采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a、b、c装置中能保护铁的是________（填字母）。
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是________（填名称）。
（5）25 ℃时有关物质的溶度积如下：Ksp[Mg（OH）2]＝5.61×10－12，Ksp[Fe（OH）3]＝2.64×10－39。25 ℃时，向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c（Mg2＋）∶c（Fe3＋）＝________。
正确答案
（1）－28.5 （2）
（3）①60% ②ad （4）①bc ②锌
（5）2.125×1021
（1）根据盖斯定律可知，已知反应的ΔH＝ΔH1－3ΔH2＝489.0 kJ·mol－1－3×172.5 kJ·mol－1＝－28.5 kJ·mol－1。
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K＝
（3）①反应开始时，CO、CO2的物质的量浓度均为0.5 mol·L－1，设反应中转化的CO物质的量浓度为x，则平衡时CO、CO2的物质的量浓度分别为（0.5－x）mol/L、（0.5＋x） mol/L，则有
②该反应的气体是由CO转化为CO2，故气体的质量增加，容器体积不变，故气体密度为变化量，当气体的密度不变时，说明反应已达到平衡状态，a项正确；Fe2O3为固体，增加其用量不会影响平衡，b项错误；该反应中的反应物和生成物中气体只有一种，故尽管乙容器中的CO用量增加，但不会影响转化率，c项错误；将甲、乙中CO2的物质的量进行极端转换，得起始时CO气体的物质的量之比为2∶3，则平衡时CO物质的量浓度之比为2∶3，d项正确。
（4）①a装置中铁连接电源的正极，为阳极，发生氧化反应，加速其腐蚀，a错误；b装置中铁连接电源的负极，为阴极，能保护铁不被腐蚀，是外接电源的阴极保护法，b正确；c装置中，锌比铁活泼，锌作负极，铁被保护，是牺牲阳极的阴极保护法，c正确。
②若d装置能够保护铁，则X的活泼性应比铁活泼，使右侧装置为原电池，左侧装置为电解池，构成外接电源的阴极保护法，X可以是Zn、Al等活泼的金属。
（5）根据Ksp计算公式可得：
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