题目内容

2SO2（g）＋O2（g）=2SO3（g）反应过程的能量变化如图所示。已知1 mol SO2（g）氧化为1 mol SO3（g）的ΔH＝－99 kJ·mol－1。请回答下列问题：

（1）图中A、C分别表示________、________；
（2）E表示________；E的大小对该反应的反应热________（填“有”或“无”）影响。
（3）该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图ΔH________（填“变大”、“变小”或“不变”），理由是_____________________________________。
（4）图中ΔH＝________kJ·mol－1；
（5）已知单质硫的燃烧热为296 kJ·mol－1，计算由S（s）生成3 mol SO3（g）的ΔH＝________（要求计算过程）。

（1）反应物总能量　生成物总能量　（2）活化能　无　（3）不变　因为催化剂可以降低反应的活化能，但不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差，即不改变反应热　（4）－198　（5）－1 185 kJ·mol－1

解析

练习册系列答案
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在化学反应中，只有极少数能量比平均能量高得多的反应物分子发生碰撞时才可能发生化学反应，这些分子被称为活化分子。使普通分子变成活化分子所需提供的最低限度的能量叫活化能，其单位通常用kJ·mol－1表示。请认真观察下图，然后回答问题。

（1）图中所示反应是________（填“吸热”或“放热”）反应。
（2）已知拆开1mol H—H键、1mol I—I、1mol H—I键分别需要吸收的能量为436kJ、151kJ、299kJ。则由1mol氢气和1mol 碘反应生成HI会________（填“放出”或“吸收”）________kJ的热量。在化学反应过程中，是将______转化为________。
（3）下列反应中，属于放热反应的是________，属于吸热反应的是________。
①物质燃烧
②炸药爆炸
③酸碱中和反应
④二氧化碳通过炽热的碳
⑤食物因氧化而腐败
⑥Ba（OH）2·8H2O与NH4Cl反应
⑦铁粉与稀盐酸反应

根据化学学科中的基本理论，请回答下列问题：
Ⅰ、常温下，取pH＝2的盐酸和醋酸溶液各100 ml, 向其中分别加入适量的Zn粒，反应过程中两溶液的pH变化如图所示。则图中表示醋酸溶液中pH变化曲线的是_____ (填“A”或“B”)。

Ⅱ、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：①2C3H8（g）+7O2（g）＝6CO（g）+8H2O（l），△H1＝－2741.8kJ/mol
②2CO（g）+O2（g）＝2CO2（g）  △H2＝－566kJ/mol
（1）写出丙烷的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）＝CO2（g）+ H2（g） △H1＝+41.2kJ/mol
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．v正(H2)＝v逆(CO)
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-移向         极（填“正”或“负”）；电池的正极电极反应为                    。

煤化工是以煤为原料,经过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过程。
(1)已知在25 ℃、101 kPa时,C(s)、H2(g)和CO(g)燃烧的热化学方程式分别为:
C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH1="-393.5" kJ/mol;
H2(g)+O2(g)H2O(g)　ΔH2="-241.8" kJ/mol;
CO(g)+O2(g)CO2(g)　ΔH3="-283.0" kJ/mol;
①则C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　ΔH=　　　　,该反应平衡常数的表达式为K=　　　　　　　　　　;升高温度,则K值　　　　(填“变大”、“变小”或“不变”)。 
②如果①反应在容积不变的密闭容器中进行,当反应达到平衡时　　　　(填编号)。 
a.v正(CO)∶v逆(H2)=1∶1
b.碳的质量保持不变
c.v正(CO)=v逆(H2O)
d.容器中的压强不变
③在容积不变的密闭容器中进行①反应,可以使c(CO)增大的是　　　　。 
a.升高温度
b.充入He(g),使体系压强增大
c.将H2(g)从体系中分离出来
d.加入催化剂
(2)将不同量的CO(g)和H2O(g)分别通入体积为2 L的恒容密闭容器中,进行反应CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g),得到如下2组数据:

实验组
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所
需时间/min
H2O
CO
H2
CO
1
650
2
4
1.6
2.4
5
2
900
1
2
0.4
1.6
3
①实验1中以v(CO2)表示的反应速率为　                     。 
②向实验2的平衡混合物中再加入0.4 mol H2O(g)和0.4 mol CO2,达到新平衡时CO的转化率　　　　(填“变大”、“变小”或“不变”)。

新的《环境空气质量标准》将于2016年1月1日在我国全面实施。据此，环境空气质量指数(AQI)日报和实时报告包括了SO2、NO2、CO、O3、PM10、PM2.5等指标，为公众提供健康指引，引导当地居民合理安排出行和生活。
(1)汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体，用化学方程式解释产生NO的原因________________________________________
(2)汽车排气管内安装的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物转化为无毒的大气循环物质。已知：
N2(g)＋O2(g)===2NO(g)　ΔH＝＋180.5 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)===2CO(g)　ΔH＝－221.0 kJ·mol－1
C(s)＋O2(g)===CO2(g)　ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
则反应2NO(g)＋2CO(g)??N2(g)＋2CO2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1；该反应的ΔS________0(填“>”“<”或“＝”)。
(3)将0.20 mol NO和0.10 mol CO充入一个容积恒定为1 L的密闭容器中，在不同条件下反应过程中部分物质的浓度变化状况如图所示。

①计算产物N2在6～9 min时的平均反应速率v(N2)＝________mol·L－1·min－1；
②第12 min时改变的反应条件为________(填“升温”或“降温”)；
③计算反应在第24 min时的平衡常数K＝________。若保持温度不变，再向容器中充入CO、N2各0.060 mol，平衡将________移动(填“正向”“逆向”或“不”)。
(4)环境监测中还可用沉淀法测定空气中含有较高浓度SO2的含量，经查得一些物质在20 ℃的数据如下表：

溶解度(S)/g
溶度积(Ksp)
Ca(OH)2
Ba(OH)2
CaSO3
BaSO3
 0.160
3.89
6.76×10－3
5.48×10－9
 
①吸收SO2最合适的试剂是________[填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”]溶液；
②在20 ℃时，向CaSO3悬浊液中滴加适量的BaCl2溶液，当CaSO3向BaSO3的转化达到平衡时，溶液中的＝____________(写出表达式即可)。

2013年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成雾霾天气的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO（g）+2CO（g）2CO2（g）+N2（g）。在密闭容器中发生该反应时,c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线,如图所示。

据此判断:
①该反应是　　　　反应（填“放热”或“吸热”）。 
②在T2温度下,0～2 s内的平均反应速率v（N2）=　　　　。 
③当固体催化剂的质量一定时,增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2,在上图中画出c（CO2）在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是　　　（填代号）。 


（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
①煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOx可以消除氮氧化物的污染。
例如:CH4（g）+2NO2（g）N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）ΔH="-867" kJ/mol
2NO2（g）N2O4（g）　ΔH="-56.9" kJ/mol
写出CH4（g）催化还原N2O4（g）生成N2（g）和H2O（g）的热化学方程式:　                。
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为　　　　　　　　。 

③常温下,0.1 mol/L的HCOONa溶液pH为10,则HCOO-平衡常数Kh=　　　　。

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)Fe3＋(aq)＋3OH－(aq) △H＝a kJ/mol
H2O(l)H＋(aq)＋OH－(aq)  △H＝b kJ/mol
请写出Fe3＋发生水解反应的热化学方程式________________________________________。

白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足时生成P4O10。
(1)已知298 K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s) ΔH1＝－2 983.2 kJ·mol－1
P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s)  ΔH2＝－738.5 kJ·mol－1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为________________。
(2)已知298 K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s，白磷)＋3O2(g)===P4O6(s)
ΔH＝－1 638 kJ·mol－1。在某密闭容器中加入62 g白磷和50.4 L氧气(标准状况)，控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为________，反应过程中放出的热量为________。
已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下化学键的键能
(kJ·mol－1)：P—P 198，Cl—Cl 243，P—Cl 331。

则反应P4(s，白磷)＋6Cl2(g)===4PCl3(s)的反应热ΔH＝________。

甲醇可作为燃料电池的原料。通过下列反应可以制备甲醇：CO ( g ) + 2H2 ( g ) CH3OH ( g ) △H＝-90.8 kJ·mol－1 在一容积可变的密闭容器中充入10 mol CO 和20 molH2，CO 的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示，当达到平衡状态A 时，容器的体积为20 L。

（1）该反应的化学平衡常数表达式为     。
（2）如反应开始时仍充入10mol CO 和20mol H2，则在平衡状态B时容器的体积V（B）=        L。
（3）关于反应CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)在化学平衡状态时的描述正确的是  （填字母）。
A．CO的含量保持不变       B．容器中CH3OH浓度与CO浓度相等
C．2V正（CH3OH）=V正（H2）D．容器中混合气体的平均相对分子质量保持不变
（4）CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)，按照相同的物质的量 投料，测得CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。下列说法正确的是     。
                    
A．温度：T1 < T2 <T3
B．正反应速率：ν（a）>ν（c）； ν（b）>ν（d）
C．平衡常数： K(a) ="K(c)" ； K(b) >K(d)
D．平均摩尔质量：M(a)<M(c)； M(b)>M(d)
（5）已知CO2（g）+H2（g）CO（g）+H2O（g） △H=" +" 41.3 kJ·mol－1，试写出由
CO2和H2制取甲醇的热化学方程式     。

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