热门试卷

（16分）工业上可用煤制天然气，生产过程中有多种途径生成CH4。

（1）写出CO2与H2反应生成CH4和H2O的热化学方程式                     。

已知： ① CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)    ΔH＝－41kJ·mol－1 

② C(s)+2H2(g)CH4(g)           ΔH＝－73kJ·mol－1

③ 2CO(g)C(s)+CO2(g)          ΔH＝－171kJ·mol－1

（2）另一生成CH4的途径是CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)。其他条件相同时，H2的平衡转化率在不同压强下随温度的变化如图所示。

①该反应的△H     0（填“＜”、“＝”或“＞”）。

②实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件，运用化学反应速率和平衡知识，同时考虑生产实际，说明选择该反应条件的理由________________________。

③某温度下，将0.1 mol CO和0.3 mol H2充入10L的密闭容器内发生反应CO(g)+3H2(g) CH4(g)+H2O(g)，平衡时H2的转化率为80%，求此温度下该反应的平衡常数K。（写出计算过程，计算结果保留两位有效数字）

煤气化和液化是现代能源工业中重点考虑的能源综合利用方案。最常见的气化方法为用煤生产水煤气，而当前比较流行的液化方法为用煤生产CH3OH。

(1)已知：CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)　ΔH1

2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH2

2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)　ΔH3

则反应CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)的ΔH＝______。

(2)如图是该反应在不同温度下CO的转化率随时间变化的曲线。

①T1和T2温度下的平衡常数大小关系是K1________K2(填“＞”、“＜”或“＝”)。

②由CO合成甲醇时，CO在250 ℃、300 ℃、350 ℃下达到平衡时转化率与压强的关系曲线如下图所示，则曲线c所表示的温度为________ ℃。实际生产条件控制在250 ℃、1.3×104 kPa左右，选择此压强的理由是____________。

③以下有关该反应的说法正确的是________(填序号)。

A．恒温、恒容条件下，若容器内的压强不发生变化，则可逆反应达到平衡

B．一定条件下，H2的消耗速率是CO的消耗速率的2倍时，可逆反应达到平衡

C．使用合适的催化剂能缩短达到平衡的时间并提高CH3OH的产率

D．某温度下，将2 mol CO和6 mol H2充入2 L密闭容器中，充分反应，达到平衡后，测得c(CO)＝0.2 mol·L－1，则CO的转化率为80%

(3)一定温度下，向2 L固定体积的密闭容器中加入1 mol CH3OH(g)，发生反应：CH3OH(g)CO(g)＋2H2(g)，H2的物质的量随时间变化的曲线如图所示。

0～2 min内的平均反应速率v(CH3OH)＝__________。该温度下，反应CO(g)＋2H2(g)CH3OH(g)的平衡常数K＝__________。相同温度下，若开始时加入CH3OH(g)的物质的量是原来的2倍，则__________(填序号)是原来的2倍。

A．平衡常数                 B．CH3OH的平衡浓度

C．达到平衡的时间               D．平衡时气体的密度

依据事实，写出下列反应的热化学反应方程式。

（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热22．68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为                                 。

（2）若适量的N2和O2完全反应，每生成23gNO2需要吸收16．95kJ热量，则表示该反应的热化学方程式为                                   。

（3）用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2（气态）完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为   _________________________________________________。

（4）已知拆开1molH—H键，1molN—H键，1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为                              。

已知两个反应式：

CH≡CH(g) +H2 (g) → CH2= CH2 (g) ; △H =-174kJ·mol-1

CH≡CH(g) +2H2 (g) → C2H6（g）; △H =-311kJ·mol-1

则CH2= CH2(g) +H2(g) → C2H6 (g) 的反应热为                      

（ 12分）钛（Ti）被称为继铁、铝之后的第三金属，钝钛和以钛为主的合金是新型的结构材料，主要用于航天工业和航海工业，下列是有关钛的冶炼及应用的问题。

（1）金属钛冶炼过程中其中一步反应是将原料金红石转化：TiO2（金红石）+2C+2Cl2 TiCl4+2CO

已知：C（S）+O2（g）＝CO2（g）        H＝－393．5 kJ·mol-1

2CO（g）＋O2（g）＝2CO2（g） H＝-566 kJ·mol-1

TiO2（s）+2Cl2（g）＝TiCl4（s）+O2（g） H＝+141 kJ·mol-1

则TiO2（g）+2Cl2（g）+2C（s）＝TiCl4（s）+2CO（g）的H＝                     ，

（2）钠热还原法是冶炼金属钛的方法之一，主要反应原理为：4Na+TiCl4    4NaCl+Ti，该反应不能在水溶液中进行，一是因为TiCl4会强烈水解生成TiO2，另一原因                                                             （用适当化学方程式辅以必要的文字说明）。

（3）镁还原法也是冶炼金属钛的常用方法，其主要反应原理如下：

MgCl2 Mg+Cl2               TiCl4+2Mg  2MgCl2+Ti

从海水中提取MgCl2时，先在海水中加入熟石灰，沉淀出Mg（OH）2，写出Mg（OH）2溶度积表达式：                          

可加入适当过量的熟石灰，从Mg（OH）2溶解平衡角度解释其原因               

（4）TiCl4与LiOH在水溶液中一定条件下可反应生成Li4Ti5O12（钛酸锂），Li4Ti5O12可与LiMn2O4（锰酸锂）等正极材料组成理离子二次电池，工作时Li+ 在电池内定向移动，其电池反应为：，使用时先充电，写出其充电式的阳极反应          ，放电时Li+的移动方向          。

（ 8分） 已知：在298K、100kPa时，

①C(s,石墨)＋O2(g) = CO2(g)           △H1 = －400 kJ·mol－1；

②2H2(g)＋O2(g) = 2H2O(l)             △H2 = －570 kJ·mol－1；  

③2C2H2(g)＋5O2(g) = 4CO2(g)+ 2H2O(l)  △H3 = －2600 kJ·mol－1；

（1）写出298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1 mol C2H2(g)反应的热化学方程式        。

（2）现有一定量的乙炔在足量氧气中完全燃烧，放出热量650 kJ。将反应后的二氧化碳气体缓缓通入到含有0.5 mol Ca (OH)2的澄清石灰水中充分反应。所得溶液为     。

将反应后的溶液分为a、b两等份，分别进行下列实验，回答相应问题：

①在a中加入少量的氢氧化钠溶液，写出反应的离子方程式               。

②加热b，观察到               。

（1）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无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式：

Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)        △H＝－24.8kJ·mol－1

3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g)    △H＝－47.4kJ·mol－1

Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g)      △H＝＋640.5kJ·mol－1

写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式：                  

                                             。

（2）在压强为0.1 MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)；CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①该反应的△H    0 （填“<”、“>”或“=”）。

②在温度容积不变的情况下，向该密闭容器再 

增加a mol CO与 2a mol H2，达到新平衡时，CO的转化率　     （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（3）实验室中配制AgNO3溶液时通常需要向其中加入                      ，目的是                              ； AgCl在水中存在沉淀溶解平衡：

AgCl(s)Ag+(aq)+Cl-(aq)。25oC时，现将足量AgCl分别放入：①l00mL蒸馏水；②l0 0mL 0.2 mol•L-1AgNO3溶液；③100mL 0.1 mol•L-1氯化镁溶液；④100mL 0.1 mol•L-1氯化钠溶液。充分搅拌后，相同温度下Ag+浓度由大到小的顺序是          （填写序号）。

（1）5.7g汽油（主要成分为C8H18,相对分子质量为114）完全燃烧生成液态水和CO2，放出275.9KJ的热量，则汽油的燃烧热为_______________

(2)已知：2H2(g)+ O2(g)=2H2O(g)     △H="-483.6" KJ/mol

H2O(l)= H2O(g)       △H="+44" KJ/mol

a):写出H2与O2反应生成液态水时的热化学方程式_________________________________

b):在通常情况下，若要得到857.4KJ的热量，需H2的质量为____,这些H2在标况下的体积为______.

在氢气与氯气反应生成氯化氢气体的反应中，若断裂1mol H - H键要吸收436KJ的能量，断裂1mol Cl- Cl键要吸收243KJ的能量，断裂1molH—Cl键要吸收432KJ的能量，则在氯气中充分燃烧1mol H2的能量变化是                   。

铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。

真空碳热还原－氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：

Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)=3AlCl(g)＋3CO(g)

ΔH＝a kJ·mol－1

3AlCl(g)=2Al(l)＋AlCl3(g)ΔH＝b kJ·mol－1

(1)反应Al2O3(s)＋3C(s)=2Al(l)＋3CO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。

(2)Al4C3是反应过程中的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为______________________________________。

应用化学反应原理知识解决下列问题

（1）某温度下纯水中c （H+） = 2.0×10-7 mol·L-1，则此纯水中的c （OH-） =           。

（2）将某CH3COOH溶液稀释10倍，则稀释后的溶液中c（H+）       原来的十分之一（填“大于”、“小于”或“等于”）。

（3）0.1 mol·L-1的下列溶液①HCl、②CH3COOH、③CH3COONa、④FeCl3、⑤NaOH，其中pH最大的是                （填序号）；实验室配制的氯化铁溶液显弱酸性的原因：                                                        （用离子方程式表示）。

（4）一定条件下22g二氧化碳气体与足量氢气反应生成气态甲醇（CH3OH）和水蒸气时，放出247.5kJ热量，其反应的热化学方程式为                                                。

(3分)氨在国民经济中占有重要的地位，请参与下列探究。

(1)生产氢气：将水蒸气通过红热的炭即产生水煤气。

C(s)＋H2O(g)H2(g)＋CO(g)表    ΔH＝＋131.3 kJ，ΔS＝＋133.7 J/K

该反应在低温下能否自发反应__________(填“能”或“否”)。

(2)已知在400℃时，N2(g)＋3H2(g)2NH3(g)的K′＝0.5。

①2NH3(g)N2(g)＋3H2(g)的K＝__________(填数值)。

②400℃时，在0.5 L的反应容器中进行合成氨反应，一段时间后，测得N2、H2、NH3的物质的量分别为2 mol、1 mol、2 mol，则此时反应v(N2)正__________v(N2)逆(填“＞”、“＜”、“＝”或“不确定”)。