- 焓变、反应热
- 共2059题
（13分）直接甲醇燃料电池（DNFC）被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
（1）101 kPa时，1 mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ/mol，则甲醇燃烧的热化学方程式为 。
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是：
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H1="+49.0" kJ·mol-1
②CH3OH(g)+O2(g)= CO2(g)+2H2(g) △H2
已知H2(g)+O2(g)===H2O(g) △H ="-241.8" kJ·mol-1
则反应②的△H2= 。
（3）甲醇燃料电池的结构示意图如右。甲醇进入 极（填“正”或“负”），该极发生的电极反应为 。
（4）已知H—H键能为436 KJ/mol，H—N键能为391KJ/mol，根据化学方程式：
N2 （g）+ 3H2 （g）= 2NH3（g） ΔH=" —92.4" KJ/mol，则N≡N键的键能是 。
正确答案
（13分）（1）CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ＝ CO2(g) + 2H2O(l) △H =－726.51 kJ/mol （3分）
（2）－192.8 kJ·mol-1 （3分）
（3）负 （2分） CH3OH+ H2O－6e－＝CO2 + 6H+ （2分） （4）945．6KJ/mol （3分）
试题分析：（1）根据已知条件可知，甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ＝ CO2(g) + 2H2O(l) △H =－726.51 kJ/mol。
（2）根据盖斯定律可知，②－①即得到H2(g)+O2(g)＝H2O(g)，所以该反应的△H＝△H2－49.0 kJ·mol-1＝－241.8 kJ·mol-1，解得△H2＝－192.8 kJ·mol-1 。
（3）原电池中负极失去电子，正极得到电子。所以甲醇在负极通入。由于含有氢离子交换膜，因此负极电极反应式是CH3OH+ H2O－6e－＝CO2 + 6H+。
（4）反应热等于反应物中化学键的断裂吸收的能量和形成化学键时所放出的能量的差值。因此根据键能可知，ΔH＝x＋2×436kJ/mol－2×3×391kJ/mol＝—92.4 KJ/mol，解得x＝945．6KJ/mol，即氮氮三键键能是945．6KJ/mol。
点评：在计算反应热时除根据盖斯定律外，还可以利用键能进行计算。因为化学反应的实质就是旧键断裂。新键形成的过程。
（4分）丙烷在燃烧时能放出大量的热，它是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知：①2C3H8(g) +7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l) △H1= -2741.8kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) = 2CO2(g) △H2= -566kJ/mol
（1）写出表示丙烷气体燃烧热的热化学方程式
（2）现有1mol C3H8在不足量的氧气里燃烧，生成1mol CO和2mol CO2以及气态水，将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：
CO(g) + H2O(g) 
5min后体系达到平衡，经测定，H2为0.8mol，则υ(H2)= ，此过程吸收的热量为_____________。
（3）对于反应CO(g) + H2O(g)
在一个绝热的固定容积的容器中，判断此反应达到平衡的标志是 。
①体系的压强不再发生变化 ②混合气体的密度不变
③混合气体的平均相对分子质量不变 ④各组分的物质的量浓度不再改变
⑤体系的温度不再发生变化 ⑥υ(CO2)正＝υ(H2O)逆
正确答案
（1）C3H8（g）+ 5O2(g) ="=" 3 CO2(g) + 4 H2O(l) △H=－2219.9kJ/mol
(2) 0.16mol/(L·min) 32.96kJ
(3) ①④⑤⑥
试题分析：（1）燃烧热强调可燃物为1mol。（①+②×3）÷2得：
C3H8（g）+ 5O2(g) ="=" 3 CO2(g) + 4 H2O(l) △H=－2219.9kJ/mol
（2）υ(H2)= 
（3）反应前后化学计量数不变，压强不发生变化说明体系温度不发生变化，反应达到平衡状态，①、⑤正确；气体的质量和体积保持不变，所以无论是平衡态还是非平衡态，气体的密度均不变，②错误；气体的质量不变，物质的量不变，所以气体的平均相对分子质量保持不变，③错误；各组分浓度保持不变，说明反应达到平衡状态，④正确；υ(CO2)正＝υ(H2O)逆说明正逆反应速率相等，⑥正确。
点评：化学平衡状态的标志是各组分浓度不变、正逆反应速率相等，此外还有其它标志，如体系温度不再发生变化、体系颜色不再发生变化等。
（1）已知：C3H8(g)+5O2(g) ===3CO2(g)+4H2O(1) △H=－2220.0kJ/mol
H2O(1) ===H2O(g)；△H=+44.0kJ/mol
写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式 。
（2）在如图所示的实验装置中，E为一张用淀粉碘化钾溶液润湿的滤纸，C、D为夹在滤纸两端的铂夹，X、Y分别为直流电源的两极。在A、B中充满AgNO3溶液后倒立于盛有AgNO3溶液的水槽中，再分别插入铂电极。切断电源开关S1，闭合开关S2，通直流电一段时间后，B电极质量增重，A极产生无色气体。请回答下列问题：
① 写出D电极反应式： ；
②写出水槽中电解AgNO3溶液总反应的离子方程式： ，阴极增重2.16 g，则阳极上放出的气体在标准状况下的体积是____ _L。
正确答案
（1）C3H8(g)＋5O2(g)＝3CO2(g)＋4H2O(g) △H＝－2044kJ/mol（3分）
（2）2I－－2e－＝I2(2分)；4Ag＋＋2H2O
试题分析：（1）已知：①C3H8(g)+5O2(g) ===3CO2(g)+4H2O(1) △H＝－2220.0kJ/mol、②H2O(1) ===H2O(g)；△H＝+44.0kJ/mol，则根据盖斯定律可知①+②×4即得到丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式C3H8(g)＋5O2(g)＝3CO2(g)＋4H2O(g)，所以该反应的反应热△H＝－2220.0kJ/mol+44.0kJ/mol×4＝－2044kJ/mol。
（2）①切断电源开关S1，闭合开关S2，则构成电解池。通直流电一段时间后，B电极质量增重，这说明B电极是阴极，溶液中的金属阳离子放电析出金属。A极是阳极，溶液中的OH－放电产生无色气体氧气。所以Y电极是电源的负极，X是正极。则D电极是阴极，溶液中的碘离子放电生成单质碘，电极反应式为2I－－2e－＝I2。
②惰性电极电解硝酸银溶液生成硝酸、氧气和银，离子方程式为4Ag＋＋2H2O
（14分）2013年10月我市因台风菲特遭受到重大损失，市疾控中心紧急采购消毒药品，以满足灾后需要。复方过氧化氢消毒剂具有高效、环保、无刺激无残留，其主要成分H2O2是一种无色粘稠液体，请回答下列问题：
⑴火箭发射常以液态肼（N2H4）为燃料，液态H2O2为助燃剂。已知：
N2H4（1）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g） △H="-" 534 kJ·mol－1 ①
H2O2（1）=H2O（1）+1/2O2（g） △H="-" 98．64 kJ·mol－1 ②
H2O（1）=H2O（g） △H=+44kJ·mol－l ③
则反应N2H4（1）+2H2O2（1）=N2（g）+4H2O（g）的△H= ，
⑵据报道，以硼氢化合物NaBH4(B元素的化合价为＋3价)和H2O2作 原料的燃 料电池，负极材料采用Pt/C，正极材料采用MnO2，可用作空军通信卫星电，其工作原理如图所示。
则该电池的正极反应____ ___
⑶H2O2是一种不稳定易分解的物质。右图是H2O2在没有催化剂时反应进程与能量变化图，请在图上画出使用催化剂加快分解速率时能量与进程图 。
⑷某化学兴趣小组欲测定H2O2的分解速率，取溶液0.5L进行分析，数据如表格所示：
在上述表格中已知某一时刻向H2O2溶液中加入催化剂，则加入催化剂后整段时间内H2O2的平均分解速率___________。
⑸H2O2还是一种药物化学分析的氧化剂，能用于药物的分析。
①此检验过程中加过量H2O2反应的离子方程式为______________。
②从红褐色的悬浊液到最后的称量，其过程中所需的基本操作有___________（按操作的顺序填写）。
A．过滤 B．洗涤 C．萃取 D．分液 E．冷却 F．灼烧
③最后称量红棕色固体的质量为0．8960g，那么该药片中硫酸亚铁的质量分数为
_________（小数点后面保留一位有效数字）。
正确答案
（14分，每空2分） -643.28KJ/mol H2O2+2e-=2OH- 略 0.26 mol/( L.S)
H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O A.B.F.E 56.7%
试题分析：（1）根据盖斯定律得所求△H="①+②×2+③×2=-" 534 kJ·mol－1+（- 98．64 kJ·mol－1 ）×2+-44 kJ·mol－1 ×2=-643.28KJ/mol ；
（2）正极发生还原反应，所以从图中可知，正极是过氧化氢的还原反应生成氢氧根离子，电极反应式为H2O2+2e-=2OH-
（3）使用催化剂，可以降低反应的活化能，加快反应速率，但反应热不变，所以在原图的基础上降低曲线的高度，但起点与终点不变；
（4）从表中数据可知，前6s内过氧化氢的物质的量减少缓慢，6s后，过氧化氢的物质的量减少很快，说明此时加入了催化剂，所以6s～10s之间，过氧化氢的浓度减少（0.55mol-0.03mol）/0.5L，则这段时间的平均反应速率为（0.55mol-0.03mol）/0.5L/4s="0.26" mol/( L·S)；
（5）①过氧化氢与硫酸亚铁发生氧化还原反应生成硫酸铁和水，离子方程式为H2O2+2Fe2++2H+=2Fe3++2H2O
②红棕色固体是氧化铁固体，所以从红褐色浊液到红棕色固体需要过滤沉淀，洗涤沉淀，灼烧沉淀为氧化铁，冷却，最后称量，所以答案选ABFE；
③0.8960g的氧化铁的物质的量是0.0056mol,则药片中硫酸亚铁的质量为0.0056mol×2×152g/mol=1.7024g,10片药片的质量是0.3g×10=3g,所以药片中硫酸亚铁的质量分数为1.7024g/3g×100%=56.7%
氯化铁是一种重要的化工原料，无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3·nH2O。
（1）实验室用如下装置（部分加热、夹持等装置已略去）制备无水氯化铁固体。
①装置A中仪器z的名称是___________。
②简述检验装置A气密性的操作：______________________。
③按气流方向连接各仪器接口，顺序为a→_________ →__________ →_________ →__________→b→c→_________→__________，装置D的作用是______________________。
（2）工业上制备无水氯化铁的一种工艺流程如下：
①吸收塔中发生反应的离子方程式为_________________________________________。
②简述由FeCl3·6H2O晶体得到无水氯化铁的操作：________________________________。
③用碘量法测定所得无水氯化铁的质量分数：称取m克无水氯化铁样品，溶于稀盐酸，再转移到100 mL容量瓶中，用蒸馏水定容；取出10 mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入指示剂_________（填试剂名称），用c mol/L的Na2S2O3溶液进行滴定，终点时消耗V mLNa2S2O3溶液（已知：I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－）。则样品中氯化铁的质量分数为____________。
（3）若已知：
Fe(OH)3(aq)
H2O(l)
请写出Fe3＋发生水解反应的热化学方程式________________________________________。
正确答案
（16分）（1）①分液漏斗（1分，写错字不得分）
②关闭a处弹簧夹和分液漏斗的活塞，向分液漏斗中加入较多的水，然后打开分液漏斗的活塞，使水缓缓流下，若分液漏斗中的水不能完全漏下，说明装置气密性好（或在a管处接一导管，并将导管末端插入水中，同时关闭分液漏斗的活塞，用酒精灯给圆底烧瓶微热，若导管末端有气泡冒出，停止加热恢复室温时，导管末端形成一小段水柱，说明装置气密性好。（2分，合理答案即可）③a→h→i→d→e→b→c→f→g (2分，顺序写错不得分) 吸收未反应的Cl2 (1分)，同时防止空气中的水蒸气进入装置B (1分) (共2分，合理答案即可)
（2）①2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl- （2分，化学式写错、不配平均不得分，写化学方程式不得分）
②将FeCl3·6H2O晶体置于HCl气流中加热(2分，合理答案即可)
③淀粉溶液或淀粉 (1分) 
（3）Fe3+(aq)+3H2O(l)Fe(OH)3(aq) + 3H+(aq) △H=（3b－a）kJ·mol-1 （2分，化学式写错、表达式写错、不配平、漏写物质状态、漏写单位均不得分）
试题分析：（1）①根据装置的结构特点可判断，装置A中仪器z的名称是分液漏斗；
②装置气密性检验一般是借助于气压差，因此根据该装置的特点可知，检验装置A气密性的操作应该是关闭a处弹簧夹和分液漏斗的活塞，向分液漏斗中加入较多的水，然后打开分液漏斗的活塞，使水缓缓流下，若分液漏斗中的水不能完全漏下，说明装置气密性好（或在a管处接一导管，并将导管末端插入水中，同时关闭分液漏斗的活塞，用酒精灯给圆底烧瓶微热，若导管末端有气泡冒出，停止加热恢复室温时，导管末端形成一小段水柱，说明装置气密性好。
③由于无水氯化铁遇潮湿空气极易吸水生成FeCl3·nH2O，而制得的氯气中含有水蒸气和氯化氢，所以在和铁反应之前需要净化氯气。氯化氢用饱和食盐水除去，浓硫酸用来干燥氯气，且首先除去氯化氢，最后干燥。同时为了防止氯气污染空气，且也为了防止空气中的水蒸气进入反应器，还需要有尾气处理装置，选择的装置是盛有碱石灰的干燥管，所以正确的连接顺序为a→h→i→d→e→b→c→f→g；根据以上分析可知，装置D的作用是吸收未反应的Cl2，同时防止空气中的水蒸气进入装置B。
（2）①从吸收塔中出来的是氯化铁溶液，所以吸收剂X应该是氯化亚铁，所以该反应的离子方程式为2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-；
②由于氯化铁水解生成氢氧化铁和氯化氢，水解吸热，且生成的 氯化氢极易挥发，进一步促进水解，所以由FeCl3·6H2O晶体得到无水氯化铁的操作应该是将FeCl3·6H2O晶体置于HCl气流中加热；
③氯化铁能把碘化钾氧化生成单质碘，而碘遇淀粉显蓝色，所以加入的指示剂应该是淀粉溶液；根据方程式2Fe3＋＋2I－＝2Fe2＋＋I2、I2＋2S2O32－＝2I－＋S4O62－可知2Fe3＋～I2～2S2O32－，则10ml溶液中铁离子的物质的量是0.001cVmol，所以原样品中氯化铁的物质的量是0.001cVmol×
（3）已知①Fe(OH)3(aq)
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