题目内容

(11分)以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点，下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据：
反应I： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)           △H = —49.0  kJ·mol-1
反应II：2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)      △H =" —173.6" kJ·mol-1
(1)写出由CH3CH2OH+_____2CH3OH的热化学方程式为：__________________。
(2)在一定条件下，对于反应I：在体积恒定的密闭容器中，达到平衡的标志是__  (填字母)
a．CO2和CH3OH 浓度相等　　　　　b．H2O的百分含量保持不变
c．H2的平均反应速率为0　　　　  d．v正(CO2)=3v逆(H2)　
e.混合气体的密度不再发生改变   
f. 混合气体的平均相对分子质量不再发生改变 
如果平衡常数K值变大，该反应　　　　　　　　　(填字母)
a．一定向正反应方向移动　　　 b．在平衡移动时正反应速率先增大后减小
c．一定向逆反应方向移动　　　 d．在平衡移动时逆反应速率先减小后增大
其他条件恒定，如果想提高CO2的反应速率，可以采取的反应条件是     (填字母) ，
达到平衡后，想提高H2转化率的是_______________(填字母)
a、降低温度     b、补充H2      c、移去甲醇   d、加入催化剂
（3）在密闭容器中，对于反应II中，研究员以生产乙醇为研究对象，在5MPa、m= n(H2)/n(CO2)=3时，测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数（y%）如图所示，则表示CH3CH2OH体积分数曲线的是      ；表示CO2的体积分数曲线的是       。
  
（4）当质量一定时，增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。上图是反应：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线，若催化剂的表面积S1＞S2 ，在上图中画出NO的浓度在T1、S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线，并注明条件。
（1）CH3CH2OH(g)+H2O(g)= 2CH3OH(g)  H = +75.6  kJ·mol-1
（2）bcf ，ad ,bd    ac
（3）  I    III (2分)
（4）

试题分析：（1）I×2-II得CH3CH2OH(g)+H2O(g)= 2CH3OH(g)  ΔH = +75.6  kJ·mol-1
（2）不能用反应达平衡时物质浓度之间的关系来判断达平衡，a错误，可逆反应达平衡时为动态平衡，速率不为0，c错误，CO2与H2的计量系数之比为1：3，所以v正(CO2)=3v逆(H2)正逆反应速率不等，d错误。所以bef可以判断达平衡的标志。I反应为放热反应，K增大，说明降温，平衡正向移动，因此选ad。想提高CO2的反应速率，可以升高温度，增大压强，增加浓度，使用催化剂，因此选bd。提高H2转化率，平衡要正向移动，因此选ac。
（3）反应II为放热反应，随着温度升高，乙醇的体积分数应该减小，根据反应可知CO2和H2即使完全转化，乙醇的体积分数最大也只有25%，所以曲线I是表示乙醇体积分数。随着温度升高，CO2的体积分数应该增大，CO2最大的体积分数不能超过25%，所以曲线III是表示CO2体积分数。
（4）催化剂表面变小，催化效果变差，速率减慢，但是催化剂不能改变平衡，所以T1的温度下达平衡，NO的浓度不变，但是达平衡的时间增加，所以变化曲线如图。
练习册系列答案
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已知H2(g)＋C12(g)2HCl(g)；△H＝－184.6kJ·mol－1，
则反应2HCl(g) H2(g)＋Cl2(g)的△H为
A．＋92.3 kJ·mol－1B．－92.3 kJ·mol－1
C．－369.2 kJ·mol－1D．＋184.6 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____                           。
已知：C2H5OH(g)+3O2(g) ="==" 2CO2(g)+3H2O(g) ΔH1＝-Q1kJ·mol-1；C2H5OH(g) ="==" C2H5OH(l) ΔH2＝-Q2kJ·mol-1；H2O(g) ="==" H2O(l) ΔH3＝-Q3kJ·mol-1；若使23g液体酒精完全燃烧，恢复到室温，则放出的热量为        （   ）
A．Q1＋Q2＋Q3
B．0.5Q1－0.5Q2＋1.5Q3
C．0.5（Q1＋Q2＋Q3）
D．0.5Q1－1.5Q2＋0.5Q3
（10分）（1）肼（N2H4）又称联氨，是一种可燃性液体，可用作火箭燃料。已知在101kPa，320g N2H4在氧气中完全燃烧生成氮气，放出热量624kJ（25℃时），N2H4完全燃烧的热化学方程式是：                                                      
（2）肼—空气燃料电池是一种碱性燃料电池，电解质溶液是20~30%的KOH溶液。肼—空气燃料电池放电时，正极的电极反应式是                   ；负极的电极反应式是                        。
（3）如图是一个电化学过程示意图。假设使用肼—空气燃料电池作为本过程的电源，铜片质量变化128g，则肼—空气燃料电池理论上消耗标准状况下的空气       L（假设空气中氧气的体积含量为20%）。

（4）传统制备肼的方法是以NaClO氧化NH3制得肼的稀溶液，该反应的离子方程式是                         。
根据下列热化学方程式(      )
（1）C(s) + O2(g) ＝ CO2(g)                      △H1＝–393.5 kJ/mol
（2）H2(g) + O2(g) ＝H2O(l)                   △H2＝–285.8 kJ/mol
（3）CH3COOH(l) +2O2(g)＝2CO2 (g) + 2H2O(l)     △H3＝–870.3kJ/mol
可以计算出2C(s) + 2H2(g)+ O2(g)＝CH3COOH(l)的反应热为：
A．△H＝244.1kJ/molB．△H＝-488.3kJ/mol
C．△H＝-996.6kJ/molD．△H＝996.6kJ/mol
已知：2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( l );  △H = －571.6kJ/mol
2H2 ( g ) + O2 ( g ) = 2H2O ( g );  △H = －483.6kJ/mol
CH4 ( g ) + 2O2 ( g ) = 2H2O ( l ) + CO2 ( g );  △H = －890 kJ/mol
标准状况下，取甲烷和氢气的混合气体11.2 L完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为203.32kJ，试求混合气体中甲烷和氢气体积比。
（8分）已知下列两个热化学方程式：
2H2(g)+O2(g) ===2H2O(l)  △H＝-571.6 kJ?mol-1
C3H8(g)+5O2(g) ===3CO2(g)+4 H2O(l)  △H＝-2 220 kJ?mol-1
试回答下列问题：
（1）H2的燃烧热为______________，当C3H8完全燃烧生成1mol水的反应热为______________。
（2）1mol H2和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为____________。
（3）现有H2和C3H8的混合气体5 mol，完全燃烧时放出热量3847 kJ，则混合气体中H2和C3H8的体积比为____________。
（5分）把煤作为燃料可通过下列两种途径：
途径Ⅰ  C(s)+O2(g)=====CO2(g)；ΔH1＜0    ①
途径Ⅱ 先制成水煤气：
C(s)+H2O(g)=====CO(g)+H2(g)；ΔH2＞0    ②
再燃烧水煤气：
2CO(g)+O2(g)=====2CO2(g)；ΔH3＜0            ③
2H2(g)+O2(g)=====2H2O(g)；ΔH4＜0       ④
请回答下列问题：
(1)途径Ⅰ放出的热量理论上_________(填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是_______________。
(3)．已知：① C(s)＋O2(g)＝CO2(g)；        DH＝—393.5 kJ·mol-1
② 2CO(g)＋O2(g)＝2CO2(g)；        DH＝-566 kJ·mol-1
③ TiO2(s)＋2Cl2(g)＝TiCl4(s)＋O2(g)；   DH＝+141 kJ·mol-1
则TiO2(s)＋2Cl2(g)＋2C(s)＝TiCl4(s)＋2CO(g)的DH＝                。

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