- 焓变、反应热
- 共2059题
以煤为原料，经化学加工使煤转化为气体、液体、固体燃料以及各种化工产品的工业叫煤化工．
（1）将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气．反应为：C（s）+H2O（g）⇌CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mo1-1
①该反应在高温下______自发进行（填“能”或“不能”）
②恒温下，在容积不变的密闭容器中，进行如上可逆反应．一段时间后，下列物理量不发生变化时，能表明该反应已达到平衡状态的是：______．
Ⅰ混合气体的密度；Ⅱ容器内气体的压强；Ⅲ混合气体的总物质的量，ⅣCO物质的量浓度
A．只有Ⅳ．
B只有Ⅰ和Ⅳ
C．只有Ⅱ和Ⅲ
D．只有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ
（2）水煤气再进一步反应可制取氢气．反应为H2O（g）+CO（g）⇌H2（g）+CO2（g），某温度下该反应的平衡常数K=4/9．该温度下在甲、乙、丙三个恒温密闭容器中，只投入H2（g）和CO2（g），其起始浓度下表所示．下列判断不正确的是______
A．反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应最慢
B．平衡时甲中和丙中的H2的转化率均是60%
C．平衡时，丙中的c（CO2）是甲中的2倍，是0.102mol/L
D．平衡时，乙中的CO2的转化率大于60%
（3）目前工业上有一种方法是用CO2来制取甲醇．一定条件下发生反应：CO2（g）+3H2（g）⇌CH3OH（g）+H2O（g），下图表示该反应进行过程中能量（单位为kJ•mo1-1）的变化．在体积为1L的恒容密闭容器中，冲入1mo1CO2和3mo1H2反
①下列措施中能使平衡混合物中c（CH3OH））增大的是______
A．升高温度
B．冲入He（g）使体系压强增大
C．将H2O（g）从体系中分离出来
D．再冲入1mo1CO2和3mo1H2
②在温度T1时，当反应达到平衡时，测得n（H2）=2.4mo1；其他条件不变，在温度T2时，当反应达到平衡时，测得n（CO2）=0.82mol，则得T1______T2（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）在一定条件下科学家从烟道气中分离出CO2与太阳能电池电解水产生的H2合成甲醇（常温下为液体）．CH3OH、H2的燃烧热分别为：△H=-725.5kJ/mo1、△H=-285.5kJmo1
①写出工业上以CO2、H2合成CH3OH和液态水的热化学方程式：______
②该转化的积极意义是______
有人提出，可以设计反应CO2=C+O2（△H＞0、△S＜0）来消除CO2对环境的影响．请你判断是否可行并说出理由：______．
正确答案
（1）该反应为熵增大，焓增大的反应，由△G=△H-T△S，△G＜0反应可自发进行，可知该反应在高温时可以自发进行，常温下难以自发进行，故答案为：①能；
②Ⅰ由于有固体参加反应，当混合气体的密度不变时，气体的质量不变，说明达到平衡状态；
Ⅱ反应前后气体的体积不等，当容器内气体的压强不变时说明达到平衡状态；
Ⅲ反应前后气体的体积不等，混合气体的总物质的量不变，说明达到平衡状态；
ⅣCO物质的量浓度不变，说明达到平衡状态，则Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ都可说明达到平衡状态，
故答案为：D；
（2）A．丙中浓度最大，甲中浓度最小，浓度越大，反应速率越大，则反应开始时，丙中的反应速率最快，甲中的反应最慢，故A正确；
B． 以甲计算：
H2O（g）+CO（g）⇌H2（g）+CO2（g）
起始：0 0 0.010 0.010
转化：x x x x
平衡：x x 0.01-x 0.01-x
则
x=0.006，则平衡时甲中的H2的转化率均是
C．由B计算可知，平衡时，丙中的c（CO2）是甲中的2倍，应为2×（0.01-0.006）mol/L=0.008mol/L，故C错误；
D．乙与甲相比较，相当于在甲的基础上通入H2，则平衡向逆反应方向移动，平衡时，乙中的CO2的转化率大于60%，故D正确．
故答案为：C；
（3）①反应物总能量大于生成物总能量，该反应的正反应放热，则
A．升高温度，平衡向逆反应方向移动，平衡混合物中c（CH3OH）减小，故A错误；
B．冲入He（g）使体系压强增大，但反应物的浓度不变，平衡不移动，故B错误；
C．将H2O（g）从体系中分离出来，生成物浓度减小，则平衡向正反应方向移动，平衡混合物中c（CH3OH））增大，故C正确；
D．再冲入1mo1CO2和3mo1H2，相当于在原来基础上增大压强，平衡向正反应方向移动，平衡混合物中c（CH3OH））增大，故D正确．
故答案为：CD；
②在温度T1时，当反应达到平衡时，测得n（H2）=2.4mo1，则平衡时n（CO2）=1mol-
（4）①甲醇和氢气的燃烧热书写其热化学方程式分别为：
①2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（l），△H1=-1451kJ/mol；
②2H2（g）+O2（g）=2H2O（l），△H2=-571.6KJ/mol，
根据盖斯定律，反应CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l）
可以看成是方程式
故答案为：CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（l）+H2O（l），△H=-131.9KJ/mol；
②该反应消耗二氧化碳，可降低温室效应，生成甲醇，可弥补资源短缺，故答案为：可降低温室效应和弥补资源短缺；
③该反应是一个焓增、熵减的反应，则△G=△H-T△S＞0，不能自发进行，
故答案为：不可行，该反应是一个焓增、熵减的反应，所以不能自发进行．
能源是人类生存和发展的重要支柱．研究化学反应过程中的能量变化在能源紧缺的今天具有重要的理论意义．已知下列热化学方程式：
①2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）；△H=-570kJ/mol；
②H2（g）+
③C（s）+
④C（s）+O2（g）=CO2（g）；△H=-393.5kJ/moL
⑤CO2（g）+2H2O（g）=2CH4（g）+2O2（g）；△H=+890kJ/moL
回答下列问题：
（1）上述反应中属于吸热反应的是______
（2）H2的燃烧热为______．
（3）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义．有些反应的反应热虽然难直接测定，但可通过间接的方法求得．已知C（s）+H2O（g）=H2（g）+CO （g）△H=akJ/moL；则a=______；该反应的熵△S______ 0（选填“＞”、“=”、“＜”）．
正确答案
（1）因△H为“-”时，反应为放热反应；因△H为“+”时，反应为吸热反应；故答案为：⑤；
（2）因燃烧热在某一温度和压强下lmol某物质B完全燃烧生成稳定化合物时所释放出的热量，由①可得H2的燃烧热为285.8kJ•mol-1，故答案为：285.8kJ•mol-1；
（3）因③-②可得：C（s）+H2O（g）=H2（g）+CO （g）△H=+131.5kJ•mol-1，气体的熵大于固体的熵，所以熵变大于0，故答案为：+131.5；＞；
碳和碳的化合物在生产、生活中的应用非常广泛，在提倡健康生活已成潮流的今天，“低碳生活”不再只是一种理想，更是一种值得期待的新的生活方式。
（1）甲烷燃烧放出大量的热，可作为能源用于人类的生产和生活。
已知：①2CH4（g）+3O2（g）=2CO（g）+4H2O（l） △H=" —1214" kJ/mol
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H=" —566" kJ/mol
则表示甲烷燃烧热的热化学方程式 。
（2） 将两个石墨电极插入KOH溶液中，向两极分别通入CH4和O2，构成甲烷燃料电池。其负极电极反应式是： 。
（3）某同学利用甲烷燃料电池设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置（如下图所示），通电后，溶液中产生大量的白色沉淀，且较长时间不变色。下列说法中正确的是 （填序号）
A．电源中的a一定为正极，b一定为负极
B．可以用NaCl溶液作为电解液
C．A、B两端都必须用铁作电极
D．阴极发生的反应是：2H+ + 2e－= H2↑
（4）将不同量的CO（g）和H2O（g）分别通入体积
为2L的恒容密闭容器中，进行反应：
CO（g）+H2O（g）
①实验1中，以v (H2)表示的平均反应速率为 。
②实验3跟实验2相比，改变的条件可能是 （答一种情况即可）
正确答案
（1）CH4（g）+2O2（g）
（2）CH4-8e-+ 10 OH-
（3） B、D ；
（4）① 0．16mol/(L·min) ②使用了催化剂；加大了压强（任答一种）
试题分析：（1）甲烷完全燃烧生成二氧化碳气体和液态水，所以甲烷燃烧热的热化学方程式中甲烷的物质的量是1mol，将①②相加除以2可得，答案是CH4（g）+2O2（g）
（2）负极发生氧化反应，所以甲烷在负极发生氧化反应，结合电解质溶液，负极的电极反应式为CH4- 8e-+ 10 OH-
（3）A、电解过程中两极分别是H+和Fe放电生成氢气和亚铁离子，所以两极哪端都可以生成氢气，a不一定为正极，b不一定为负极，但a为正极，b为负极，效果较好，错误；B、在装置中铁一定作阳极，所以氯化钠溶液是电解质溶液，不影响阳极Fe放电生成亚铁离子，阴极H+放电生成氢气，正确；C、装置中铁一定作阳极，阴极可以是铁，也可以是其他惰性电极，错误；D、阴极H+放电生成氢气，正确，答案选BD。
（4）①实验1中，CO2的浓度增加0．8mol/L，所以氢气浓度也增加0．8mol/L，v (H2)= 0．8mol/L/5min=0．16mol/(L·min);
②实验3跟实验2相比，到达平衡时间缩短，说明反应速率加快，反应温度、各物质的物质的量均未变，所以可能是使用了催化剂或增大压强。
(1)CH4(g )+2O2(g )=CO2(g )+2H2O(g ) ΔH=-802.3kJ/mol
该热化学反应方程式的意义是_____________________________________。
(2)已知2g乙醇完全燃烧生成液态水放出Q kJ的热量，写出表示乙醇燃烧热的热化学方
程式：____________________________________________________________.
(3)已知拆开1mol H-H键，1mol N-H键，1mol 
(4)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知：C(石墨，s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5kJ/mol ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6kJ/mol ②
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-2599kJ/mol ③
根据盖斯定律，计算298K时由C（石墨，s）和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变：
____________________________.
正确答案
（1）1mol甲烷气体和2mol的氧气完全反应生成1mol二氧化碳和2mol水蒸气时放出802.3KJ的热量。（2）C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ; ΔH=-23QKJ∕mol (3)( 1∕2) N2(g)+( 3∕2) H2(g)=NH3(g) ; ΔH=-46KJ∕mol (4)+226.7KJ∕mol。
试题分析：（1）该热化学反应方程式的意义是1mol甲烷气体和2mol的氧气完全反应生成1mol二氧化碳和2mol水蒸气时放出热量802.3KJ。（2）乙醇的相对分子质量是46.1mol乙醇的质量为46g。因为2g乙醇燃烧生成液态水放热Q kJ，所以46g乙醇燃烧生成液态水时放出的热量为23 Q kJ，所以其燃烧热的热化学方程式为：C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) ; ΔH=-23QKJ∕mol。反应热是断裂化学键吸收的能量与形学键所释放的能量差。所以N2与H2反应生成1mol NH3(g)的反应热为( 1∕2)×946+( 3∕2) ×436-3×391=-46.故该反应的热化学方程式是( 1∕2) N2(g)+( 3∕2) H2(g)=NH3(g) ; ΔH="-46KJ∕mol" (4) ①×2+（1∕2 ）×②-（1∕2 ）×③得ΔH=2×(-393.5)+（1∕2 ）×(-571.6)+（1∕2 ）×2599=+226.7KJ∕mol.。该反应的热化学方程式为：2C(石墨，s)+H2(g)=C2H2(g ) ; ΔH=+226.7KJ∕mol.
（9分）（1）由盖斯定律结合下述反应方程式，回答问题：
（1）NH3(g)+HCl（g）=NH4Cl(s) △H= —176KJ/moL
（2）NH3(g)+H2O（l）=NH3﹒H2O(aq) △H= —35.1KJ/moL
（3）HCl(g)+H2O(l)=HCl(aq) △H= —72.3KJ/moL
（4）NH3﹒H2O(aq)+ HCl(aq)= NH4Cl(aq) △H= —52．3KJ/moL
则NH4Cl(s)+2 H2O（l）= NH4Cl(aq)是 热反应，其反应热的热效应值是 KJ/moL。
（2）在25℃,101KPa下，1克的一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳时放热10.1KJ.请写出一氧化碳燃烧热的热化学方式 ，此反应熵的变化情况 （填熵增、熵减、不变）。
（3）科学家预言，燃料电池将成为20世纪获得电力的重要途径。用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物为电解质，采用吸渗锦粉作阴极，多孔性氧化镁作阳极，以含一氧化碳为主要成分的阳极燃料气，混有CO2的空气为阴极燃气，在650℃电池中发生电极反应，这种电池在国外已经问世。请写出有关的反应式。
负极反应：
正极反应：
正确答案
（1）吸 (1分) 16.3 （2分） CO(g)＋1/2O2(g)=== CO2(g) ΔH＝－282.8kJ/mol
（1分） 熵减（1分）负极：CO＋CO32－－2e－＝2CO2；（2分）
正极：O2＋2CO2＋4e－＝2CO32－；（2分）
试题分析：由盖斯定律NH4Cl(s)+2 H2O（l）= NH4Cl(aq) ΔH＝+16.3 kJ/mol 是吸热反应，其反应热的热效应值是16.3 KJ/moL。
（2）在25℃,101KPa下，1克的一氧化碳完全燃烧生成二氧化碳时放热10.1KJ.请写出一氧化碳燃烧热的热化学方式 CO(g)＋1/2O2(g)=== CO2(g) ΔH＝－282.8 kJ/mol
，此反应熵的变化情况熵减
（3）燃料电池用两种或多种碳酸盐的低熔点混合物为电解质，以含一氧化碳为主要成分的阳极燃料气，负极反应CO＋CO32－－2e－＝2CO2；正极反应混有CO2的空气为阴极燃气，正极反应：O2＋2CO2＋4e－＝2CO32－
点评：熵是新增的化学术语，熵：体系混乱度(或无序度)的量度。对他只要求会简单应用即可；
注意点
1.燃烧热是以1 mol可燃物作为标准来进行测定的，因此在计算燃烧热时，热化学方程式里其他物质的化学计量数常出现分数：如H2(g)+ 1/2O2(g)====H2O(l)；ΔH=－285．8 kJ·mol－1这时的分数是代表摩尔数（即为参加反应的物质的量）而不是分子个数，所以是合理的。
注：化学方程式系数只为整数，而热化学方程式可以有分数。
2.热化学方程式中ΔH表示生成物总焓与反应物总焓之差。
3.反应热中ΔH为负，则为放热反应；为正，则为吸热反应，燃烧热为反应热的一种，其ΔH为负值。
4. 反应热 化学方程式中ΔH为负值 而在叙述时。
用正值描述可以记忆为燃烧热无负值，△H有正负，+为吸，-为放，强化记忆有帮助。
扫码查看完整答案与解析