- 焓变、反应热
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1）一种新型锂电池是将化学式为Li4Ti5O12的物质作为电池的正极材料，在放电的过程中变为化学式为Li4Ti5O12的物质。
①Li4Ti5O12中Ti元素的化合价为 ，锂电池的突出优点是 。
②该锂电池是一种二次电池，放电时的负极反应式为 ，充电时的阳极反应式为 。
（2）用氧化还原滴定法测定制备得到的TiO2试样中的TiO2的质量分数：在一定条件下，将TiO2溶解并还原为Ti3+，再以KSCN溶液作为指示剂，用NH4Fe（SO4）2标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+。
①TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化学方程式为 。
②滴定终点的现象是 。
③滴定分析时，称取TiO2试样0．2g，消耗0.1mol·L-1 NH4Fe（SO4）2栎准溶液20ml．则TiO2的质量分数为____ 。
④若在滴定终点，读取滴定管刻度时，俯视标准溶液的液面，使其测定结果 （填“偏大”、“偏小”或“无影响”）o
（3）已知：
则TiCl4（I）+4Na（l）=Ti（s）+4NaCl（s）的△H= KJ·mol-1。
正确答案
（1）①+4(1分)体积小、比能量高、携带方便。（1分）
②Li-e-=Li+（1分）Li7Ti5O12-3e-=Li4Ti5O12+3Li+（2分）
（2）①TiCl4+(x+2)H2O=TiO2•xH2O↓+4HCl（2分）②溶液变成红色(1分)
③80%（2分）④偏小（1分）
（3）-970.2（2分）
（1）①根据化合物化合价代数和等于零，锂为+1价，氧为-2价，则钛为+4价；②放电发生原电池反应，负极Li-e-=Li+；充电发生电解池反应，阳极与外接电源的正极相连失去电子，发生氧化反应，Li7Ti5O12-3e-=Li4Ti5O12+3Li+；
（2）①TiCl4水解生成TiO2•xH2O，根据TiO2的化学式，应有2mol水参与反应，故方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2•xH2O↓+4HCl。③n(NH4Fe（SO4）2)=0.1mol/Lⅹ0.02L=0.002mol,此反应是氧化还原反应，根据电子得失守恒，n(NH4Fe（SO4）2)=n(TiO2),m(TiO2)=0.002molⅹ80g·mol-1,0.002ⅹ80/0.2=0.80。④滴定终点，俯视读数，读出的数值偏大，则体积差值偏小，故测定结果偏低。（3）根据盖斯定律，把题中的方程式组合就可得到结果。
TiCl4(l)=Ti(s)+2Cl2(g),ΔH=804.2KJ·mol-
4Na(s)+2Cl2(g)="4NaCl(s)" ΔH=-2ⅹ882.0KJ·mol-
4Na(l)="4Na(s)" ΔH=-4ⅹ2.6KJ·mol-
以上三个相加，就得到△H=-970.2KJ·mol-
甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇脱氢制备，反应式如下：
CH3OH(g) 
向体系中通入空气，通过以下反应提供反应(1) 所需热量：
H2(g) + 1/2O2(g)＝H2O(g)
要使反应温度维持在700℃，计算进料中甲醇与空气的摩尔数之比。已知空气中氧气的体积分数为0.20。
正确答案
要使反应维持在一定温度并持续进行，应保证反应(2)放出的热量恰好被反应(1) 全部利用，因此：
甲醇与氧气的摩尔比为：n(CH3OH): n (O2) =" (2" × 241.8) / 84.2 =" 5.74"
甲醇与空气的摩尔比为：n(CH3OH) : n (空气) =" 5.74" / 5 = 1.1
要使反应维持在一定温度持续进行，应保证反应(2)放出的热量恰好被反应(1) 全部利用。因此甲醇与氧气的物质的量之比为(2 ´ 241.8) / 84.2 = 5.74（注意保留三位有效数字），根据氧气的体积分数0.20，可求得甲醇与空气的物质的量之比。
此题需注意计算过程中有效数字的保留：乘除运算中，以有效数字最少的保留有效数字；加减运算中以小数点位数最少的保留有效数字；常数不计算有效数字等。
运用化学反应原理研究NH3的性质具有重要意义。请回答下列问题：
（1）氨气、空气可以构成燃料电池．其电池反应原理为4NH3＋3O2=2N2＋6H2O。则电解质溶液应该显 （填“酸性”“中性”或“碱性”）．正极的电极反应式为 。
（2）25℃时．将amol·L—1的氨水与0.1mol·L—1的盐酸等体积混合。
①当溶液中离子浓度关系满足c(NH4+)>c(Cl-)）时．则反应的情况可能为 。
A．盐酸不足．氨水剩余 B．氨水与盐酸恰好完全反应 C．盐酸过量
②当溶液中c(NH4+)=c(Cl-)）时．用含“a”的代数式表示NH3·H2O的电离平衡常数Kb=______________.
（3）在0.5L恒容密闭容器中，一定量的N2与H2进行反应：N2(g)＋3H2(g)
①写出该反应的化学平衡常数的表达式：__________，b________（填“大于”“小于”或“等于”）0
②400℃时，测得某时刻氨气、氮气、氢气的物质的量分别为3mol、2mol、1mol时，此时刻该反应的v正（N2）_________（填“大于”“小于”或“等于”）v逆（N2）.
（4）已知：①4NH3(g)＋3O2(g)=2N2(g)＋6H2O(g) ∆H="-1266.8KJ/mol" ；②N2(g)＋O2(g)=2NO(g) ∆H=+180.5KJ/mol，写出氨高温催化氧化的热化学方程式： 。
正确答案
（1）碱性；O2＋2H2O＋4e－=4OH－ （2）①A ②
（3）①K＝
（4）4NH3（g）＋5O2（g）=4NO（g）＋6H2O（g）ΔH＝－905.8 kJ/mol
试题分析：（1）氨气的水溶液显碱性，所以根据燃料及反应原理可确定。电解质溶液应该选碱性。在该燃料电池中，燃料作负极，发生氧化反应，通入O2的电极作正极，正极上发生还原反应。电极反应为：O2＋2H2O＋4e－=4OH－。（2）① 若氨水与盐酸恰好发生反应，c(Cl-)=c(NH4+)。NH4+部分发生水解反应又有所消耗，使得溶液中的c(NH4+)
（1）已知：①Fe(s)+1／2O2(g)=FeO(s) △H1=-272.0KJ·mol-1
②2Al(s)+3／2(g)=Al2O3(s) △H2=-1675.7KJ·mol-1
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是__ __。
某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是_ (填“能”或“不能”)，你的理由
（2）反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A．B，如图所示。①据图判断该反应是 (填“吸”或“放” )热反应，当反应达到平衡后，其他条件不变，，升高温度，反应物的转化率将 (填“增大”、 “减小”或“不变”)。
②其中B历程表明此反应采用的条件为
(填字母)。
A.升高温度 B.增大反应物的浓度
C.降低温度 D.使用催化剂
正确答案
（1）2Al（s）+3FeO（s）═Al2O3（s）+3Fe（s）△H="-859.7" kJ•mol-1。不能，该反应需要引发，需要消耗大量能量（2）①吸；减小；②D
试题分析：：（1）①Fe(s)+1／2O2(g)=FeO(s) △H1=-272.0KJ·mol-1；②2Al(s)+3／2(g)=Al2O3(s) △H2=-1675.7KJ·mol-1；依据盖斯定律②-①×3得到热化学方程式为：2Al（s）+3FeO（s）═Al2O3（s）+3Fe（s）△H=-859.7 kJ•mol-1故答案为：2Al（s）+3FeO（s）═Al2O3（s）+3Fe（s）△H="-859.7" kJ•mol-1。（2）①由图可知，反应物的总能量低于生成物的总能量，该反应为吸热反应；升高温度平衡向逆反应方向移动，反应物的转化率减小，故答案为：吸；减小；②由图可知，反应历程B与A相比，改变反应历程，应是使用催化剂，故答案为：D；
2SO2（g）+O2（g）⇌2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示．请回答下列问题：
（1）由图可知，反应物的总能量______生成物的总能量（填“大于”或“小于”）；
（2）E的大小对该反应的焓变是否有影响，______（填“是”或“否”）；
（3）该反应通常用V2O5作催化剂，加入V2O5会使反应的活化能______（填“升高”或“降低”）；
（4）某温度下，向2L密闭容器中充入2molSO2和1molO2，在V2O5催化剂存在的条件下，反应达到平衡，测得此时密闭容器中含有1molSO3，此温度下反应2SO3（g）⇌2SO2（g）+O2（g）的平衡常数为______．
正确答案
（1）由图象可知反应物总能量大于生成物总能量，反应为放热反应，故答案为：大于；
（2）图中E为活化能，E的大小与反应热无关，但与反应物和生成物的活化能差值有关，故答案为：否；
（3）加入催化剂，可降低活化能，反应速率增大，故答案为：降低；
（4）向2L密闭容器中充入2mol S02和1mol02，在V2O5催化剂存在的条件下，反应达到平衡，测得此时密闭容器中含有1mol S03，则
2S03 （g）⇌2S02 （g）+02 （g）
起始（mol/l）01 0.5
转化（mol/l） 0.5 0.5 0.25
平衡（mol/l） 0.5 0.5 0.25
k=
故答案为：0.25mol•L-1．
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