题目内容

(14分)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。

请回答下列问题：
（1）图中A、C分别表示__________、______________，E的大小对该反应的反应热有无影响？______________。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？____________；
（2）图中ΔH＝__________kJ/mol；
（3）如果反应速率v(SO2)为0．05 mol/(L·min)，则v(O2)＝________mol/(L·min)
（4）已知单质硫的燃烧热为296 kJ/mol，计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH＝_   _。

（1）反应物能量 生成物能量  没有影响 降低（2）-198 （3）0．0025  （4）-1185kJ/mol

解析试题分析：化学反应过程中使用催化剂会降低反应的活化能，但不会影响反应的焓变；由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH＝－（296 kJ/mol×3+99 kJ/mol×3）=－1185kJ/mol。
考点：化学反应中的能量变化。

练习册系列答案
相关题目

氮是一种地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。
（1）下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，写出NO2和CO反应的热化学方程式                                 。

（2）已知：N2(g)+ O2(g)＝2 NO(g) △H＝＋180 kJ ? mol-1
2NO(g)+2 CO(g)＝N2(g) + 2 CO2(g) △H＝－746 kJ ? mol-1
则反应CO(g) +O2(g)＝CO2(g)的 △H＝         kJ ? mol-1。
（3）在一固定容积为2L的密闭容器内加入0.2 mol的N2和0.6 mol的H2，在一定条件下发生如下反应： N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) △H ＜0， 若第5分钟时达到平衡，此时测得NH3的物质的量为0.2 mol，平衡时H2的转化率为     。
（4）在固定体积的密闭容器中，1.0×103 kPa时，发生反应 N2(g)+3H2(g)2NH3(g)  △H＜0，其平衡常数K与温度T的关系如下表：

T/K
298
398
498
平衡常数K
51
K1
K2
 
① K1      K2（填写“＞”、“＝”或“＜”）
②下列各项能说明上述合成氨反应一定达到平衡状态的是       （填字母）。
a、容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
b、NH3的浓度保持不变
c、容器内压强保持不变
d、混合气体的密度保持不变

随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。
（1）处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。已知：
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－574kJ·mol­—1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=－1160kJ·mol—1
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程为                                  。
（2）降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化 转化器，发生如下反应：
2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H＜0。        
若在一定温度下，将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中，反应过程中各物质的浓度变化如图所示，该反应的化学平衡常数为K=           。

若保持温度不变，20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol，平衡将      移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。
20min时，若改变反应条件，导致N2浓度发生如上图所示的变化，则改变的条件可能是             （填序号）。
①加入催化剂　 ②降低温度　 ③缩小容器体积　 ④增加CO2的量
（3）肼（N2H4）用亚硝酸（HNO2）氧化可生成氮的另一种氢化物，该氢化物的相对分子质量为43.0，其中氮原子的质量分数为0.977。写出肼与亚硝酸反应的化学方程式                                        。

甲烷是天然气的主要成分，是生产生活中应用非常广泛的一种化学物质。
（1）一定条件下，用甲烷可以消除氮氧化物（NOx）的污染。已知：
①CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g)； △H1
②CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g)；△H2
现有一份在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体，用16g甲烷气体催化还原该混合气体，恰好生成氮气、二氧化碳气体和水蒸气，共放出1042.8kJ热量。
①该混合气体中NO和NO2的物质的量之比为                    
②已知上述热化学方程式中△H1=—1160kJ/mol，则△H2=          
③在一定条件下NO气体可以分解为NO2气体和N2气体，写出该反应的热化学方程式                           。
（2）以甲烷为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池，目前得到广泛的研究，下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：

④B极为电池     极，电极反应式为                                            
⑤若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液，写出阳极的电极反应式                                                  ，当两极收集到的气体体积相等时，理论上消耗的甲烷的体积为        （标况下），实际上消耗的甲烷体积（折算到标况）比理论上大，可能原因为                                                         .

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。

请回答下列问题：
（1）图中A、C分别表示__________、__________，E的大小对该反应的反应热有无影响？____________。该反应通常用V2O5作催化剂，加V2O5会使图中B点升高还是降低？___________。
（2）图中ΔH＝__________kJ/mol；
（3）如果反应速率v(SO2)为0.05 mol/(L·min)，则v(O2)＝____mol/(L·min)
（4）已知单质硫的燃烧热为296 kJ/mol，计算由S(s)生成3 mol SO3(g)的ΔH＝_ 。

化学反应中一定伴随着能量的变化，化学能在实际生产生活中的应用将越来越广泛。
（1）利用氢气可以制取工业原料乙酸。已知：
①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l)  △H1 = －870.3kJ／mo1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) △H 2= －393.5kJ／mo1
③H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(l)  △H 3= －285.8kJ／mo1
试利用上述信息计算下述反应的反应热：
2C(s)+2H2(g)+O2(g)=CH3COOH(l)   △H=             。
（2）科学家可用焓变和熵变来判断化学反应进行的方向，下列都是能自发进行的化学反应，其中是吸热反应且反应后熵增的为         （填字母）。

A．2Na+2H2O=2NaOH+H2↑B．3Fe+2O2=Fe3O4
C．(NH4)2CO3=NH4HCO3+NH3↑D．NaOH+HCl=NaCl+H2O
（3）实验室可以利用下图装置进行中和热测定。回答下列问题：

①请指出该装置还缺少的仪器是                     ；
②两烧杯间填满碎泡沫塑料的作用是                 ；
③若向三份等体积、等物质的量浓度的NaOH溶液中分别加入稀醋酸、浓硫酸、稀硝酸至恰好完全反应，并将上述过程中放出的热量分别记为Ql、Q2、Q3。则三者的大小关系是                 （由大到小）。

“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍，科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法，连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m-3的煤炭气，其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料，应用十分广泛。
（1）已知：C(s)+O2(g)=CO2(g)   ΔH1＝—393.5 kJ·mol-1  ①
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)  ΔH2＝—483.6 kJ·mol-1  ②
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH3＝＋131.3 kJ·mol-1  ③
则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g)，ΔH=     kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气（CO、H2）33.6 L与氧气完全反应生成CO2和H2O，反应过程中转移   mol e-。
（2）密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2，在催化剂作用下反应生成甲醇：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)；CO的平衡转化率（α）与温度、压强的关系如图所示。

①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态，此时在A点时容器的体积为VAL，则该温度下的平衡常数K=                  ；A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)总：n(B)总=     。
②若A、C两点都表示达到的平衡状态，则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA     tC（填“大于”、“小于”或“等于”）。
③在不改变反应物用量的情况下，为提高CO的转化率可采取的措施是       。
A.降温     B.加压     C.使用催化剂    D.将甲醇从混合体系中分离出来

(14分)CO2是一种主要的温室气体，研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要的意义。
（1）金刚石和石墨燃烧反应中的能量变化如图所示。

①在通常状况下，金刚石和石墨中，      （填“金刚石”或“石墨”）更稳定，石墨的燃烧热为      kJ·mol－1。
②石墨与CO2反应生成CO的热化学方程式：                                   。
（2）采用电化学法可将CO2转化为甲烷。试写出以氢氧化钾水溶液作电解质时，该转化的电极反应方程式                   。
（3）CO2为原料还可合成多种物质。工业上常以CO2(g) 与H2(g)为原料合成乙醇。
①已知：H2O(l)=H2O(g) △H=+44kJ·mol－1
CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=－41.2kJ·mol－1
2CO(g)+4H2 (g) CH3CH2OH(g)+H2O(g) △H= －256.1kJ·mol－1。
则：2CO2(g)+6H2(g)  CH3CH2OH(g)+3H2O(l) △H=        。
②下图是一种以烟道气为原料合成乙醇的工作原理示意图。

对上述流程的分析，下列说法正确的是        。

A．该流程至少包含4种形式的能量转化
B．装置X中阴极反应为：2H2O－4e－=4H++O2↑
C．合成塔中生成乙醇的反应是化合反应
D．流程设计体现了绿色化学思想
③如图所示是一种酸性燃料电池酒精检测仪，具有自动吹气流量侦测与控制的功能，非常适合进行现场酒精检测。该电池负极的电极反应为                。

图a是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，图b是反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图。根据图意回答下列问题：
    
a                                            b
(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式   。
(2)从反应开始到平衡，用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)＝   。
(3)此温度下该反应的平衡常数K=   ；温度降低，K   （填“变大”、“变小”或“不变”）
(4)若在温度和容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡吋的有关数据如下表：

容 器
甲
乙
丙
反应物投入量
1 mol NO2
1 mol CO
2 mol NO
2 mol CO2
1 mol NO2、1 mol CO
1 mol NO、1 mol CO2
平衡时c(NO) /mol·L-1
1.5
3
m
能量变化
放出a kJ
吸收b kJ
放出c kJ
CO或NO的转化率
α1
α2
α3
 
则：α1+α2=   ， a+b/2=    ,m=   

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