- 化学反应与能量
- 共8781题
（8分）碳是化合物种类最多的元素，其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。
（1）使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量，写出该反应的热化学方程式： 。
（2）科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为－285.8kJ·mol-1、－283.0kJ·mol-1和－726.5kJ·mol-1。则：
①用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ；
②甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为_______ ____ 。
（3）已知：Fe2O3(s)＋3C(石墨)＝2Fe(s)＋3CO(g) △H＝＋489.0 kJ·mol-1
CO(g)＋
C(石墨)＋O2(g) ＝CO2(g)，△H＝－393.5 kJ·mol-1
则4Fe(s)＋3O2(g) ＝2Fe2O3(s)，△H＝ 。
正确答案
（8分）（1）2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)＝4HCl(g)＋CO2(g) ΔH＝－290kJ·mol-1
（2）①2858 ②CH3OH(l)＋O2(g)＝CO(g)＋2H2O(l) ΔH＝－443.5kJ·mol-1
（3）－1641.0 kJ·mol-1
（1）反应的化学方程式为：2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)＝4HCl(g)＋CO2(g)，当2mol Cl2参加反应时放出的热量为：145kJ×2＝290kJ，故该反应的热化学方程式为：2Cl2(g)＋2H2O(g)＋C(s)＝4HCl(g)＋CO2(g) ΔH＝－290kJ·mol-1。
（2）①分解10mol水消耗的能量在数值上等于10mol H2(g)完全燃烧时所放出的热量：10mol×285.8kJ·mol-1＝2858kJ；②根据CO(g)、CH3OH(l)燃烧热的热化学方程式，再由盖斯定律可写出甲醇不完全燃烧的热化学方程式。
（3）运用盖斯定律，将第三个反应×6－第一个反应×2－第二个反应×6，可得目标反应，则△H＝－393.5 kJ·mol-1×6－489.0 kJ·mol-1×2－(－283.0 kJ·mol-1) ×6＝－1641.0 kJ·mol-1。
（14分）丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也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：
（1）反应
（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：
①下列事实能说明该反应达到平衡的是
a．体系中的压强不发生变化
b．
c．混合气体的平均相对分子质．量不发生变化
d．CO2的浓度不再反生变化
②5min后体系达到平衡，经测定，H2为0．8mol，则v(H2)= 。
③向平衡体系中充入少量CO则平衡常数___ _（填“增大”、“减小”或“不变”）。
（3）依据（1）中的反应可以设计一种新型燃料电池，一极通入空气，另一极通入丙烷气体；燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，在其内部可以传导O2—。在电池内部O2—由__ __极移向___ _极（填“正”或“负”）；电池的正极电极反应式为 。
（4）用上述燃料电池用惰性电极电解足量Mg（NO3）2和NaCl的混合溶液。电解开始后阴极的现象为____ 。
正确答案
(1) -2219.9kJ/mol(2分)
（2）①bd(2分) ②0.16 mol/(L·min) (2分) ③不变(2分)
（3）正、负(2分) O2+ 4e- ="2" O2- (2分)
（4）有大量无色气泡（或气体）产生，并且有白色沉淀产生 (2分)
试题分析：（1）根据盖斯定律，此反应的反应热
（2）①判断反应是否达到平衡状态，主要看正逆反应速率是否相等。因此答案为bd。
②
③平衡常数只受温度的影响，加入CO，会影响平衡的移动，但不改变平衡常数，故平衡常数不变。
（3）电池的正极反应式为O2+4e- =2O2-，故在电池内部O2—由正极移向负极。
（4）用惰性电极电解足量Mg（NO3）2和NaCl的混合溶液时，阴极上放电的离子为氯离子，因此可观察到的现象为产生气泡，并有白色沉淀生成。
点评：本题是对电化学及热化学的综合考查，属于能力提升题。也是高考中常考的综合题。复习备考过程中，学生应特别注意加强对这类题型的训练。解题的关键在于知识的综合应用。
平衡是化学反应原理中的重要内容。按要求回答下列问题：
（1）已知：2SO2(g)+O2(g)
2NO(g)+O2(g)
则反应NO2(g)+SO2(g)
（2）已知A(g)+B(g)
①实验Ⅱ可能改变的条件是_______________。
②T1℃时该反应的平衡常数为_____(用分数表 示)，达到平衡时，A的反应速率为____。
（3）已知HCN溶液的电离平衡常数Ka=10－5mol•L－1，c平衡(HCN)≈c起始(HCN)，水的电离可不计，则此温度下0.1 mol•L－1的HCN溶液的pH=_________。
（4）对于0.1mol•L－1 Na2CO3溶液，该溶液中离子浓度由大到小的顺序是______，向该溶液中加水稀释的过程中，c(H2CO3)逐渐____(填“增大”“不变”或“减小”， 下同) ，c(H2CO3)/ c(CO32－)逐渐______。
正确答案
(1) (ΔH1-ΔH2) /2 ；(K1/K2)1/2(只要表示方式正确均给分)
(2)①加压，加催化剂(2分，少一种扣1分，错一种倒扣1分)；
②9/14(3分，有单位的扣1分)；0.012 mol•L－1•min－1(单位错误或不写单位均扣1分。)
(3)3；
(4)c(Na+)＞c(CO32－)＞c(OH－)＞c(HCO3－)＞c(H+)(；减小(1分)，增大(1分)(没有按要求填写的不得分，如“增加”等)。
试题分析：（1）第一个反应计量数同除以2，第二个反应的逆反应计量数同除以2，相加可得要求的反应，根据盖斯定律，∆H=-1/2∆H1—1/2∆H2= (ΔH1-ΔH2) /2 ；分步反应加和，平衡常数为相乘，系数变化的倍数为指数，则K=(K1/K2)1/2
（2）①反应II反应速率加快，但平衡时A的物质的量不变，说明平衡不移动，因为该反应气体的系数不变，所以可能改变的条件是：加压，加催化剂
②根据“三段式”进行计算：A(g)+B(g)
初始浓度(mol•L‾1) 1 2 0 0
初始浓度(mol•L‾1) 0.6 0.6 0.6 0.6
初始浓度(mol•L‾1) 0.4 1.4 0.6 0.6
平衡常数=0.6mol/L×0.6mol/L÷(0.4mol/L×1.4mol•L‾1)= 9/14；
A的反应速率="0.6" mol/L÷40min=0.012 mol•L－1•min－1
（3）HCN的电离方程式为：HCN 
（4）Na2CO3为弱酸强碱盐，CO32‾发生水解反应，第一步反应为：CO32‾+H2O
（10分）为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的反应热，并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
（1）今有如下两个热化学方程式：则a b（填>, =" ," <）
H2(g)+
H2(g)+
（2）由气态基态原子形成1mol化学键释放
化学键
H－H
N－H
N≡N
键能/kJ·mol－1
436
391
945
已知反应N2(g)＋3H2(g)
（3）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反应热进行推算。
已知：C(s)＋O2(g)＝CO2(g) △H1＝－393.5kJ·mol－1
2H2(g)＋O2(g)＝2H2O(l) △H2＝－571.6kJ·mol－1
2C2H2(g)＋5O2(g)＝4CO2(g)＋2H2O(l) △H3＝－2599kJ·mol－1
根据盖斯定律，计算298K时由C(s)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的反应热
△H ＝____________________
正确答案
（10分 (1) >（2分） (2) －93（4分） (3) 226.7 kJ·mol-1（4分）
略
（15分）甲醇（CH3OH）是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用做燃料。已知
CH3OH(1) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(g) ； △Ha = －443.64 kJ·mol－1
2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ； △Hb =－566.0 kJ·mol－1
（1）试写出CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O（g）的热化学方程式：
（2）甲醇作为燃料，它的优点是燃烧时排放的污染物少，从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题，还能改善大气质量。试利用（1）中的热化学方程式计算，完全燃烧20g甲醇，生成二氧化碳和水蒸汽时，放出的热量为 kJ ，生成的CO2气体标准状况下体积是 L
（3）科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以强碱做电解质溶液的新型手机电池，可使手机连续使用一个月才充一次电，据此回答下列问题：
甲醇在 极反应；电极反应式为 。
（4）利用电池可实现电能向化学能转化。某同学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↑
若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中，其颜色变化是 ，反应的化学方程式为 。
正确答案
（15分）（1）2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g)；△H =－1453.28kJ·mol－1
（2）454.15； 14
（3）负； CH3OH + 8OH-－6e－= CO32-+ 6H2O
（
4Fe (OH)2＋ O2＋ 2H2O ＝ 4Fe (OH)3
略
甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：
(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g) ΔH＝＋260 kJ·mol－1
已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g) ΔH＝－566 kJ·mol－1
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为_______________________________
(2)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。
①a处应通入________(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是______________________________
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH________(填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度________；
③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH－以外还含有________(忽略水解)；
④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L(标准状况下)。
正确答案
(1)2CH4(g)＋O2(g)=2CO(g)＋4H2(g)
ΔH＝－46 kJ·mol－1
(2)①CH4 O2＋2H2O＋4e－=4OH－ ②变小
不变 ③CO
(1)根据盖斯定律，将第一个热化学方程式乘以2，与第二个相加得2CH4(g)＋O2(g)=2CO(g)＋4H2(g) ΔH＝－46 kJ·mol－1。
(2)由于Fe棒上镀Cu，则 Cu棒发生氧化反应，作阳极，b电极作正极，a电极作负极，CH4在a处通入，O2在b处通入，由于KOH作电解质溶液，则b极反应式为O2＋2H2O＋4e－=4OH－；电镀过程中电解质溶液不参与电极反应，各离子浓度均不变；CH4燃料电池中的化学方程式为CH4＋2O2＋2KOH=K2CO3＋3H2O，可得溶液中存在CO
恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示。已知:2SO2(g)+O2(g)
ΔH="-196.6" kJ/mol。
请回答下列问题:
(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式: 。
(2)ΔH2= 。
(3)恒温恒容时,1 mol SO2和2 mol O2充分反应,放出热量的数值比∣ΔH2∣ (填“大”、“小”或“相等”)。
(4)将Ⅲ中的混合气体通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物质的量为 ,若溶液中发生了氧化还原反应,则该过程的离子方程式为 。
(5)恒容条件下,下列措施中能使n(SO3)/ n(SO2)增大的有 。
a.升高温度
b.充入He气
c.再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)
d.使用催化剂
(6)某SO2(g)和O2 (g)体系,时间t1达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率v与时间t的关系如图2所示,若不改变SO2(g)和O2 (g)的量,则图中t4时引起平衡移动的条件可能是 ;图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是 。
正确答案
(1)S(s)+O2(g)
(2)-78.64 kJ/mol
(3)大 (4)2 mol 2SO2+O2+4OH-
(5)c (6)升高温度 t3～t4
(1)注意物质状态,通过图示得出ΔH。
(2)根据2SO2(g)+O2(g)
ΔH="-196.6" kJ/mol以及生成0.8 mol SO3,可计算出ΔH2为
-196.6 kJ/mol÷2×0.8="-78.64" kJ/mol。
(3)根据起始量O2多,反应生成SO3多,故ΔH的数值大。
(4)SO2、SO3都与NaOH反应共消耗2 mol NaOH,SO2还原性较强与剩余的O2反应:
2SO2+O2+4OH-
(5)对于反应2SO2(g)+O2(g)
ΔH="-196.6" kJ/mol,要使n(SO3)/ n(SO2)增大即使反应正向进行,温度升高反应逆向进行,充入He气不影响平衡,再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)相当于增大压强使反应正向进行。使用催化剂不影响
平衡。
(6)t2时刻速率增大,反应正向进行,改变的是增大压强,t4时刻速率增大,反应逆向进行,改变的是升高温度,t6时刻速率增大,平衡不移动,改变的是催化剂,据此可知SO3浓度最高的时间段是t3～t4。
（9分）甲醇是一种可再生能源，具有广泛的开发和应用前景。
⑴工业上一般采用下列反应合
①下列数据是在不同温度下的化学平衡常数（K）。
由表中数据判断ΔH 0（填“＞”、“＝”或“＜”＝。）
②250℃，将2molCO和6molH2充入2L的密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得:
CO剩余0.4mol，求K1。
⑵已知在常温常压下：①CH3OH（l）+O2（g）=CO（g）+2H2O（l）；△H=-442.8KJ/mol
②2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)；ΔH2 ＝－566.0kJ／mol
写出甲醇燃烧热的热化学方程式____________________________________________，
⑶某实验小组依据甲醇燃烧的反应原理，设计如图(A)所示的燃料电池装置。则：
①该燃料电池负极的电极反应为：___________________________
②用该甲醇燃料电池对B池进行电解，己知c、d是质量相同的铜棒，电解2min后，取出c、d，洗净、烘干、称量，质量差为0.64g，在通电过程中，电路中通过的电子为_________mol。
正确答案
略
(14分) 在25℃时，向100 mL含氯化氢14.6 g的盐酸溶液里放入5.60 g纯铁粉（不考虑反应前后溶液体积的变化），反应开始至2 min末，收集到1.12 L（标准状况）氢气。在此之后，又经过4 min，铁粉完全溶解。则：
①在前2 min内用FeCl2表示的平均反应速率是 。
②在后4 min内用HCl表示的平均反应速率是 。
③ 前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是 ，其原因是 。
(2)已知有一组数据：破坏1mol氢气中的化学键需要吸收436kJ能量；破坏0.5mol氧气中的O=O键需要吸收249kJ的能量；形成水分子中1 molH—O键能够释放463kJ能量。下图表示氢气和氧气反应过程中能量的变化，请将图中①、②、③的能量变化的数值，填在下边的横线上。
① kJ ② kJ ③ kJ
正确答案
（14分）（1）①0.25 mol・L-1・min-1 ②0.25 mol・L-1・min-1 （每空2分）
③前2 min ；随着反应的进行，反应物浓度减小，反应速率减慢（每空2分）
（2）① 1370 ② 1852 ③ 482 （每空2分）
（1）①反应开始至2 min末，收集到1.12 L（标准状况）氢气，则氢气的物质的量是0.05mol。根据方程式2HCl＋Fe=FeCl2＋H2↑,生成硫化亚铁是0.05mol，其浓度是0.5mol/L，所以用硫化亚铁表示的反应速率是0.5mol/L÷2min＝0.25 mol・L-1・min-1 。
②氯化氢的物质的量是0.4mol，而铁是0.1mol，所以在后4 min内用消耗氯化氢的物质的量是（0.1mol－0.05mol）×2＝0.1mol，浓度是0.1mol÷0.1L＝1.0mol/L，所以用氯化氢表示的反应速率是1.0mol/L÷4min＝0.25 mol・L-1・min-1 。
③根据①②可知，前2 min与后4 min相比，反应速率较快的是前2min。这是由于随着反应的进行，反应物氢离子的浓度逐渐减小，反应速率逐渐减慢。
（2）根据图像可知，①表示断键吸收的能量，因此是436kJ×2＋249kJ×2＝1370kJ；②表示形成化学键所放出的能量，所以应该是463kJ×2×2＝1852kJ，因此该反应实际放出的热量是1852kJ－1370kJ＝482kJ。
（15分）
（1）已知：2SO2(g)+ O2 (g) 
2NO(g)+ O2 (g)
则反应NO2(g)+ SO2 (g)
一定条件下，将NO2与SO2按体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是______。
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3与NO的体积比保持不变
d．每消耗1molSO3的同时生成1molNO2
（2）CO可用于合成甲醇，反应方程式为CO(g)+ 2H2 (g)
选择此压强的理由是 ________。
（3）甲醇（CH3OH）燃料电池的结构示意图如右上。甲醇进入 极（填“正”或“负”），正极发生的电极反应为 。
（4）101 kPa时，若16 gCH3OH完全燃烧生成液态水，放出热量
为363.25 kJ/mol，则甲醇燃烧的热化学方程式为 。
正确答案
（1）－41.8；b；（各2分）
（2）＜；在1.3×104kPa下，CO的转化率已较高，再增大压强CO的转化率提高不大，而生产成本增加得不偿失（各2分）
（3）负 O2 + 4H+ + 4e－="==" 2H2O （各2分）
（4）CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ="==" CO2(g) + 2H2O(l) △H ="-726.5" kJ/mol（3分）
略
氨是最重要的化工产品之一。
（1）合成氨用的氢气可以甲烷为原料制得。有关化学反应的能量变化如下图所示。
反应①②③为_________反应（填“吸热”或“放热”）。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为__________________。
① ② ③
（2）用氨气制取尿素[CO(NH2)2]的反应为：2NH3(g)+CO2(g)
①某温度下，向容积为10L的密闭容器中通入2mol NH3和1molCO2，反应达到平衡时CO2的转化率为50%。该反应的化学平衡常数表达式为K=___________。该温度下平衡常数K的计算结果为____________。
②为进一步提高CO2的平衡转化率，下列措施中能达到目的的是_____________
正确答案
（16分）（1）放热（2分） CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2 (g) ΔH=+161.1kJ•mol－1（4分）
（化学方程式书写占2分，未配平不给分，未标注状态得1分；反应热计算占2分，漏“+”且数值正确，得1分）
（2）①K=c(H2O)/[c(CO2) • c2(NH3)]（3分）100 L2•mol－2（3分，未写单位不扣分）
②AB（4分。漏选得2分；多选一个扣2分，扣完4分为止）
试题分析：（1）读图可知，①②③的反应物能量都高于生成物能量，所以三个反应都是放热反应；已知：①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H1=－282kJ•mol－1，②1/2O2(g)+ H2(g)=H2O(g) △H2=－241.8kJ•mol－1，③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) △H3=－846.3kJ•mol－1，观察可知，③—②×3—①能够约去2O2(g)、CO2(g)，根据盖斯定律可以得到的热化学方程式为CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2 (g) ΔH=+161.1kJ•mol－1；（2）①已知可逆反应中氨气、二氧化碳、水都是气体，而尿素是纯液体，纯液体或固体物质不写入化学平衡常数表达式，由平衡常数定义式可得：K=c(H2O)/[ c2(NH3) •c(CO2)]；根据三行浓度法，则：
2NH3(g)+CO2(g)
起始浓度/ mol•L－1 0.2 0.1 0
变化浓度/ mol•L－1 0.1 0.05 0.05
平衡浓度/ mol•L－1 0.1 0.05 0.05
K=c(H2O)/[ c2(NH3) •c(CO2)]=0.05mol•L－1÷(0.1mol•L－1)2÷(0.05mol•L－1)=100L2•mol－2
②提高氨气的浓度，增大一种反应物浓度，平衡右移，则另一种反应物的转化率增大，所以二氧化碳的平衡转化率增大，故A正确；制取尿素是气态物质体积减小的反应，增大压强平衡右移，则反应物的转化率均增大，故B正确；尿素是纯液体，及时转移生成的尿素，不能减小尿素的浓度，则平衡不移动，所以二氧化碳的平衡转化率不变，故C错误；催化剂只能改变反应速率，不能使平衡移动，则反应物的转化率不变，故D错误。
合成气(CO和H2)是重要的化工原料，在工业生产中有着广泛的应用。
（1）工业上用甲烷和水蒸气在高温条件下发生反应制备合成气(CO和H2)，4g甲烷完全反应吸收51.5KJ热量，写该反应的热化学方程式
（2）工业上常用合成气来冶炼金属，其中CO还原氧化铁来冶炼生铁方程式如下：
3CO(g)+Fe2O3(s)
①如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生，当反应达到平衡时， 。
②在一个容积为4L的密闭容器中，1000℃时加入4mol CO(g)和足量Fe2O3(s)，反应2分钟后达到平衡，测得此时容器内气体的密度为40g/L，求该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)= ___、CO的平衡转化率= _____、该反应的化学平衡常数K= 。
正确答案
（1）CH4(g)＋H2O(g) =" CO" (g)＋3H2 (g) △H=+206kJ•mol-1(2分)
（2）①A D(2分，少选、错选均为0分)
② 0.375 mol/(L•min)(2分)75% (1分) 27(2分)
试题分析：：（1）4g甲烷完全反应吸收51.5KJ热量，16g甲烷和水反应吸收热量为206KJ；反应的热化学方程式为：CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+206KJ/mol；
（2）①A中容器中Fe2O3的质量不随时间而变化，说明反应达到平衡，故A符合；B中平衡时，正逆反应都进行只是正反应速率和逆反应速率相同，故B不符合；C中一氧化碳和二氧化碳的物质的量之比和起始量有关，n(CO)：n(CO2)不一定为1：1，故C不符合；D在反应是气体体积不变的反应，平衡时容器中气体的压强不随时间而变化，故D正确；
② 3CO(g)+Fe2O3(s)═3CO2(g)+2Fe(s)
起始(mol) 4 0
变化(mol) x x
平衡(mol) 4-x x
容器内气体的密度为40g/L：
该时间范围内反应的平均反应速率υ(CO2)=
CO的平衡转化率=
（1）利用盖斯定律可以从已经精确测定的反应热效应来计算难于测量或不能测量的反应的热效应。已知：N2(g)+ 2O2(g)="=" 2NO2(g) ΔH=" +67.7" kJ·mol-1，
N2H4(g)+ O2(g)="=" N2(g)+ 2H2O(g) ΔH=" -534" kJ·mol-1。
请写出气态肼与NO2气体完全反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式： 。
（2）已知：N≡N的键能是946kJ·mol-1，H—H的键能为436kJ·mol-1，N—H的键
能为393kJ·mol-1，计算合成氨反应生成1molNH3的△H＝ kJ·mol-1。
（3）现有25℃、pH＝13的Ba(OH)2溶液，
①该Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为________
②加水稀释100倍，所得溶液中由水电离出c(OH－)＝____________
③与某浓度盐酸溶液按体积比(碱与酸之比)1 : 9混合后，所得溶液pH＝11，该盐酸溶液的pH＝________。
（4）回答醋酸与氢氧化钠反应的有关问题
①将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液呈 (填“酸性”，“中性”或“碱性”，下同)，溶液中c(Na＋) c(CH3COO－)(填“ >” 或“＝” 或“<” )。
②pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈 ，溶液中c(Na＋)
c(CH3COO－) .
③物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等，则混合后溶液呈 ，醋酸体积 氢氧化钠溶液体积。
正确答案
（1）2N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+ 4H2O(g) ΔH=" -1135.7" kJ·mol-1 (2分)
（2）-52kJ·mol-1(2分)
（3）① 0.05mo1·L－1 (1分) ②1×10－11mo1/L(2分) ③ 2(2分)
（4）（1）碱性，＞；(2分) （2）酸性,＜；(2分) （3）中性，＞； (2分)
试题分析：（1）根据盖斯定律：①N2H4(g)+ O2(g)="=" N2(g)+ 2H2O(g) ΔH=" -534" kJ·mol-1
②N2(g)+ 2O2(g)="=" 2NO2(g) ΔH=" +67.7" kJ·mol-1，
①×2-②：2N2H4(g)+ 2NO2(g)= 3N2(g)+ 4H2O(g) ΔH=" -1135.7" kJ·mol-1。
（2）
△H=
（3）现有25℃、pH＝13的Ba(OH)2溶液，c(H+)=10-13mol/L，c(OH-)=10-1mol/L,
①故Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为0.05mol/L；
②加水稀释100倍，c(OH-)=10-3mol/L，这是Kw=c(OH-)·c(H+)水=10-14，溶液中由水电离出c(OH－)=c(H+)水=10-11mol/L。
③溶液pH＝11，即c(OH-)=10-3mol/L，它与某浓度盐酸溶液按体积比(碱与酸之比)1 : 9混合：
1×10-1 mol/L -9×c(H+)HCl=10×10-3mol/L，c(H+)HCl=0.01mol/L，故该盐酸溶液的pH＝2。
（4）回答醋酸与氢氧化钠反应的有关问题
①将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后生成CH3COONa，其水解溶液呈碱性，溶液中c(Na＋)＞c(CH3COO－)。
②pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合，CH3COOH已电离的与NaOH发生反应，醋酸仍继续电离使溶液呈酸性，溶液中c(Na＋)＜c(CH3COO－) .
③物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等，根据电荷守恒可以推出c(OH-)=c(H+)，则混合后溶液呈中性，由①可知，醋酸体积大于氢氧化钠溶液体积。3COOH溶液后的酸碱性判断等。
（8分）已知1mol CO气体完全燃烧生成CO2气体，放出283KJ热量，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出286KJ热量，1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890KJ热
（1）写出H2燃烧热的热化学方程式 。
（2）若1mol CH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸汽，放出热量 890KJ（填“=”、“>”“<”）
（3）若将a mol CH4，CO，H2混合气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水，则放出热量（Q）的取值范围是 。
（4）若将a mol CH4，CO，H2混合气体完全燃烧，生成CO2气体和液态水，且CO2和H2O物质的量相等，则放出热量（Q）的取值范围是 。
正确答案
⑴ H2(g) ＋1/2O2(g) ＝H2O(l)；△H＝－286kJ·mol－1
⑵ < ⑶ 283a kJ < Q <890a kJ ⑷ 284.5a kJ < Q < 586.5a kJ
（1）燃烧热是在一定条件下1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量
（2）参照下图：
（3）由题给数据，三气体各为1 mol完全燃烧放出的热量最大为890kJ，最少为283kJ。
（4）生成的CO2和液态H2O的物质的量相等，可用极值假设分析，有以下几种可能
①若无CO，生成的CO2和液态H2O的物质的量不可能相等，故不合题意
②若无H2， CO和CH4各为a/2摩尔符合题意，放出的热量（Q）=a/2（283+890）=586.5aKJ
③若无CH4，可能CO和H2各为a/2摩尔符合题意，放出的热量（Q）=a/2（283+286）="284.5akJ" ，
若只有一种气体均不可能；
综合信息可知：放出的热量（Q）的取值范围为：284.5aKJ
（14分）我国是世界上最大的耗煤国家，但每年占总产量70%的煤都被直接烧掉，既浪费了资源又污染环境。因此开发新能源是国家能源发展的方向。
试回答下列问题：
(1)已知1.12LCH4(标况)完全燃烧生成二氧化碳和液态水，可放出44.5KJ的热量,则其热化学方程式为__________;
(2)人们常用“热值”来衡量燃料燃烧放出的热量的大小。“热值”是指常温常压下，1g物质完全燃烧生成稳定物质放出的热量。则CH4的热值是________KJ.g-1
(3)氢气是一种清洁能源，它不仅热值高，而且原料丰富。氢氧燃料电池是以氢气为燃料，氧气是氧化剂，以氢氧化钾为电解质溶液的燃料电池，试写出正、负极的电极反应式：
正极_______________________ ,负极________________________________.
(4)若以上述氢氧燃料电池作电源,以碳棒为阳极电解100mL饱和食盐水,则阳极的电极反应式为__________________________;当电路中通过0.2mol电子时,阳极可产生的气体____________L(标况下),此时溶液中氢氧化钠的物质的量浓度为________mol.L-1(假设电解前后溶液体积不变).
正确答案
(1) CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H="-890" KJ.mol-1。
(2) 55.6 (3)O2+4e-+2H2O=4OH-, 2H2-4e-+4OH-=4H2O
(4)2Cl--2e-=Cl2↑；2.24； 2
(1)考查热化学方程式的书写。1.12LCH4(标况)是
（2）1mol甲烷燃烧放出890kJ的能量，所以其热值是
（3）在燃料电池中可燃物通入负极，失去电子，发生氧化反应。空气或氧气通入正极，得到电子，发生还原反应。
（4）惰性电极电解饱和食盐水时，阳极是氯离子放电，生成氯气，电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑，所以当转移0.2mol电子时，生成0.1mol氯气，标准状况下的体积是2.24L。根据电解的总反应式1NaCl＋2H2O
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