题目内容

能源危机是当前全球问题，开源节流是应对能源危机的重要举措。
(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是________(填序号)。
a．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
d．减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们燃烧氧气不足时生成一氧化碳，充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。

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________。
②12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该过程放出的热量________。
(3)已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol－1、497 kJ·mol－1。
N2(g)＋O2(g)=2NO(g)　ΔH＝180.0 kJ·mol－1。
NO分子中化学键的键能为________kJ·mol－1。
(4)综合上述有关信息，请写出CO和NO反应的热化学方程式_________________________________。

　(1)acd　(2)①石墨　393.5 kJ·mol－1
②252.0 kJ　(3)631.5　(4)2NO(g)＋2CO(g)=N2(g)＋2CO2(g)　ΔH＝－746.0 kJ·mol－1

解析

练习册系列答案
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新近出版的《前沿科学》杂志刊发的中国环境科学研究院研究员的论文《汽车尾气污染及其危害》，其中系统地阐述了汽车尾气排放对大气环境及人体健康造成的严重危害。目前降低尾气的可行方法是在汽车排气管上安装催化转化器。NO和CO气体均为汽车尾气的成分，这两种气体在催化转换器中发生反应：2CO(g)＋2NO(g)N2(g)＋2CO2(g) △H=－a kJ·mol-1。
（1）CO2的电子式为          。
（2）已知2NO(g)＋O2(g)=2NO2(g) △H=－b kJ·mol-1；CO的燃烧  热△H=－c kJ·mol-1。书写在消除汽车尾气中NO2的污染时，NO2与CO的可逆反应的热化学反应方程式        。
（3）在一定温度下，将2.0mol NO、2.4mol气体CO通入到固定容积为2L的容器中，反应过程中部分物质的浓度变化如图所示：

①有害气体NO的转化率为          ，0~15min  NO的平均速率v(NO)=          。
②20min时，若改变反应条件，导致CO浓度减小，则改变的条件可能是    （选填序号）。
a．缩小容器体积      b．增加CO的量     c．降低温度      d．扩大容器体积
③若保持反应体系的温度不变，20min时再向容器中充入NO、N2各0.4mol，化学平衡将   移动（选填“向左”、“向右”或“不”）， 移动后在达到平衡时的平衡常数是   。

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________。
（3）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＝________。

甲醇燃料分为甲醇汽油和甲醇柴油。工业上合成甲醇的方法很多。
（1）一定条件下发生反应：
①CO­2（g） +3H2（g） ＝CH­­3OH（g）+H2O（g）   △H1     
②2CO­（g） +O2（g） ＝2CO­2（g）  △H2
③2H2（g）+O2（g） ＝2H2O（g）         △H3
则CO（g） + 2H2（g） CH3OH（g）　的△H＝               。
（2）在容积为2L的密闭容器中进行反应： CO（g）+2H2（g）CH3OH（g） ，其他条件不变，在300℃和500℃时，物质的量n（CH3OH） 与反应时间t的变化曲线如图所示。该反应的△H    0 （填>、<或=）。

（3）若要提高甲醇的产率，可采取的措施有____________（填字母）。

A．缩小容器体积
B．降低温度
C．升高温度
D．使用合适的催化剂
E．将甲醇从混合体系中分离出来
（4）CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2，T℃时，向1 L密闭容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O（g），5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时CH4的转化率为50% ，计算该温度下的平衡常数     （结果保留小数点后两位数字）。
（5）以甲醇为燃料的新型电池，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，如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：

①B极的电极反应式为                     。
②若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解硫酸铜溶液，当电路中转移1mole- 时，实际上消耗的甲醇的质量比理论上大，可能原因是                     。
（6）25℃时，草酸钙的Ksp=4.0×10-8,碳酸钙的Ksp=2.5×10-9。向20ml碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol·L-1的草酸钾溶液20ml，能否产生沉淀       （填“能”或“否”）。

化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。现提供H2燃烧反应中有关物质的化学键键能： H—H键键能为Q1 kJ·mol－1、H—O键键能为Q3 kJ·mol－1、O2分子内氧原子间的键能为Q2 kJ·mol－1。
(1)请根据上述数据，在图中标注的数字处，填出能量变化的数值或根据箭头的指向填写能量变化是“放出”热量还是“吸收”热量。

(2)请写出1 molH2燃烧生成液态水的热化学反应方程式：____________________________。

高炉炼铁是冶炼铁的主要方法，发生的主要反应为：Fe2O3（s）＋3CO（g）??2Fe（s）＋3CO2（g）
ΔH＝a kJ·mol－1。
（1）已知：①Fe2O3（s）＋3C（s，石墨）=2Fe（s）＋3CO（g）
ΔH1＝＋489.0 kJ·mol－1；
②C（s，石墨）＋CO2（g）=2CO（g）　ΔH2＝＋172.5 kJ·mol－1。则a＝________。
（2）冶炼铁反应的平衡常数表达式K＝________，温度升高后，K值________（填“增大”、“不变”或“减小”）。
（3）在T ℃时，该反应的平衡常数K＝64，在2 L恒容密闭容器甲和乙中，分别按下表所示加入物质，反应经过一段时间后达到平衡。

 
Fe2O3
CO
Fe
CO2
甲/mol
1.0
1.0
1.0
1.0
乙/mol
1.0
2.0
1.0
1.0
 
①甲容器中CO的平衡转化率为________。
②下列说法正确的是________（填字母）。
a．若容器内气体密度恒定时，标志反应达到平衡状态
b．增加Fe2O3的量，可以提高CO的转化率
c．甲容器中CO的平衡转化率大于乙的平衡转化率
d．甲、乙容器中，CO的平衡浓度之比为2∶3
（4）采取一定措施可防止钢铁腐蚀。下列装置中的烧杯里均盛有等浓度、等体积的NaCl溶液。
①在a、b、c装置中能保护铁的是________（填字母）。
②若用d装置保护铁，X极的电极材料应是________（填名称）。

（5）25 ℃时有关物质的溶度积如下：Ksp[Mg（OH）2]＝5.61×10－12，Ksp[Fe（OH）3]＝2.64×10－39。25 ℃时，向含有Mg2＋、Fe3＋的溶液中滴加NaOH溶液，当两种沉淀共存且溶液的pH＝8时，c（Mg2＋）∶c（Fe3＋）＝________。

北京时间2013年12月2日凌晨1时30分，我国的“嫦娥三号”月球探测器在西昌卫星发射中心发射升空,发射“嫦娥三号”月球探测器的火箭推进器中装有还原剂肼(N2H4)和氧化剂N2O4，当它们混合时，即产生大量的氮气和水蒸气，并放出大量的热。已知0.4 mol气态肼和足量N2O4气体反应生成氮气和水蒸气时放出219.3 kJ的热量。
（1）写出肼和N2O4反应的热化学方程式：                                             ；
（2）已知H2O(l)＝H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则16 g气态肼与足量N2O4气体反应生成氮气和液态水时，放出的热量是                        ；
（3）肼除应用于火箭燃料外，还可作为燃料电池的燃料，由肼和空气构成的碱性燃料电池的负极反应式为：                                 ，正极反应式为：                                  ；
（4）向次氯酸钠溶液中通入一定物质的量的氨气可生成肼，写出反应的离子方程式：                。

将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)；C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：
C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH1＝－393.5 kJ·mol－1
H2(g)＋O2(g)=H2O(g)　ΔH＝－242.0 kJ·mol－1
CO(g)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH＝－283.0 kJ·mol－1
请回答：
(1)根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：_______________________________。
(2)比较反应热数据可知，1 mol CO(g)和1 mol H2(g)完全燃烧放出的热量之和比1 mol C(s)完全燃烧放出的热量多。甲同学据此认为“煤转化为水煤气可以使煤燃烧放出更多的热量”；乙同学根据盖斯定律做出如图循环图
并据此认为“煤转化为水煤气再燃烧放出的热量与煤直接燃烧放出的热量相等”。

请分析：甲、乙两同学观点正确的是________(填“甲”或“乙”)；判断的理由是________________________________________________________。
(3)将煤转化为水煤气作为燃料和煤直接燃烧相比有很多优点，请列举其中的两个优点___________________________________________________。

光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途，工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。
（1）氯气工业上来源于氯碱工业，氯碱工业的化学方程式为                          
（2）工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO和H2，已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为－890.3 kJ/mol、－285.8kJ/mol和－283.0 kJ/mol，则该反应的热化学方程式为：_____                                     _____；
（3）COCl2的分解反应为COCl2(g)  Cl2(g) + CO(g) △H =" +108" kJ/mol。反应体系达到平衡后，各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min到14 min的COCl2浓度变化曲线来示出)：

①计算反应在第8 min时的平衡常数K = __________(保留小数点后两位数字)
②比较第2 min反应温度T（2）与第8 min反应温度(T8)的高低：T（2）____T（8）(填“<”、 “>”或“=”)；
③若12 min时反应于温度T（8）下重新达到平衡，则此时c(COCl2) = ______mol/L；
④比较产物CO在2～3 min、5～6 min和12～13 min时平均反应速率[平均反应速率分别以V(2—3)、 V(5—6)、 V(l2－13)表示]的大小____________；
⑤反应物COCl2在5－6 min和15－16 min时平均反应速率的大小为：V(5－6) > V(15－16)，原因是__              _____________。

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