题目内容

(16分)碳、氮、硫、氯是四种重要的非金属元素。
（1）CH4(g)在O2(g)中燃烧生成CO(g)和H2O(g)的△H难以直接测量，原因是              。
已知：a．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)   △H =-566．0 kJ·mol-1
b．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)  △H =-890．0 kJ·mol-1
则CH4(g)在O2(g)中燃烧生成CO(g)和H2O(g)的热化学方程式为                                    。
（2）工业上合成氨气的反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。现将10 mol N2和26 mol H2置于容积可变的密闭容器中，N2的平衡转化率()与体系总压强(P)、温度(T)的关系如图所示。回答下列问题：

①反应达到平衡状态B时，容器的容积10 L，则T1时，合成氨反应的平衡常数K=       L2·mol-1。
②平衡状态由A变到C时，对应的平衡常数K(A)   K(C)(填“>”、“<”或“=”)。
（3）在25℃时，HSCN、HClO、H2CO3的电离常数如下表：

HClO
HSCN
H2CO3
K=3.210-8
K=0.13
Kl=4.210-7
K2=5.610-11
 
①1 mol·L-1的KSCN溶液中，所有离子的浓度由大到小的顺序为     >     >     >          。
②向Na2CO3溶液中加入过量HClO溶液，反应的化学方程式为            。
③25℃时，为证明HClO为弱酸，某学习小组的同学没计了以下三种实验方案。下列三种方案中，你认为能够达到实验目的的是   (填下列各项中序号)。
a．用pH计测量0．1 mol·L-1NaClO溶液的pH，若测得pH>7，可证明HClO为弱酸
b．用pH试纸测量0．01 mol·L-1HClO溶液的pH，若测得pH>2，可证明HClO为弱酸
c、用仪器测量浓度均为0．1 mol·L-1的HClO溶液和盐酸的导电性，若测得HClO溶液的导电性弱于盐酸，可证明HClO为弱酸

（1）（5分）难以控制反应只生成CO(g)（2分，体现反应难以控制即可）
2CH4(g)+3O2(g)=2CO(g)+4H2O(g) ?H=—1214.0kJ?mol?1（3分）
（2）（4分）①0.025（2分）② > （2分）
（3）（7分）① c(K+)>C(SCN?)>c(OH?)>c(H+)（2分，不单独计分）
②Na2CO3 + HClO = NaHCO3 +NaClO（3分）
③ac（2分）

解析试题分析：（1）CH4燃烧容易生成CO2，难以控制反应只生成CO(g)；首先写出CH4与O2反应生成CO和H2O的化学方程式，并注明状态，然后根据盖斯定律求出焓变：?H=—?H1+2?H2=—1214.0kJ?mol?1，进而可写出热化学方程式。
（2）①反应达到平衡状态B时，N2的转化率为20%，根据三段式进行计算
N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始物质的量（mol）  10     26          0
转化物质的量（mol）   2     6           4
平衡物质的量（mol）   8     20          4
则平衡常数为：K=(0.4mol?L?1)2÷[0.8mol/L×(2mol?L?1)3]=0.025 L2·mol-1。
②B点N2转化率大于C点，说明B点平衡常数大于C点平衡常数，A点与B点温度相同，则平衡常数相同，所以K(A)  >  K(C)
（3）①KSCN为弱酸强碱盐，SCN?水解使溶液呈碱性，所以离子浓度由大到小的顺序为：c(K+)>C(SCN?)>c(OH?)>c(H+)
②因为K1(H2CO3)>K(HClO)>K2(H2CO3)，所以HClO与Na2CO3反应生成NaClO和NaHCO3，化学方程式为：Na2CO3 + HClO = NaHCO3 +NaClO
③a、用pH计可以测量0．1 mol·L-1NaClO溶液的pH，若测得pH>7，说明NaClO水解显碱性，可证明HClO为弱酸，正确；b、因为HClO具有漂白性，无法用pH试纸测量0．01 mol·L-1HClO溶液的pH，错误；c、因为HClO和盐酸浓度相同，所以若测得HClO溶液的导电性弱于盐酸，可证明HClO为弱酸，正确。
考点：本题考查热化学方程式的书写、平衡常数的判断和计算、弱电解质的电离、盐类的水解、离子浓度比较、实验方案的分析。

练习册系列答案
相关题目

平衡是化学反应原理中的重要内容。按要求回答下列问题：
（1）已知：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)     ΔH1 平衡常数为K1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g)            ΔH2 平衡常数为K2
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH="______" (用ΔH 1和ΔH 2表示)；此反应该温度下的平衡常数K=______(用K1和K2表示)。
（2）已知A(g)+B(g) C(g)+D(g)，该反应在3L密闭容器中，在两种不同的条件下进行反应，A、B的起始物质的是分别为3.0mol和6.0mol，其中实验I的条件为T1℃。A的物质的量随时间的变化如图所示。

①实验Ⅱ可能改变的条件是_______________。
②T1℃时该反应的平衡常数为_____(用分数表 示)，达到平衡时，A的反应速率为____。
（3）已知HCN溶液的电离平衡常数Ka=10－5mol?L－1，c平衡(HCN)≈c起始(HCN)，水的电离可不计，则此温度下0.1 mol?L－1的HCN溶液的pH=_________。
（4）对于0.1mol?L－1 Na2CO3溶液，该溶液中离子浓度由大到小的顺序是______，向该溶液中加水稀释的过程中，c(H2CO3)逐渐____(填“增大”“不变”或“减小”， 下同) ，c(H2CO3)/ c(CO32－)逐渐______。

2013年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空气污染的原因之一。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g)+2CO2CO2(g)+N2(g)
①对于气相反应，用某组分（B）的平衡压强（PB）代替物质的量浓度（CB）也可以表示平衡常数（记作KP），则该反应的KP=-                。
②该反应在低温下能自发进行，该反应的ΔH            0。（选填“>”、“<”）
③在某一绝热、恒容的密闭容器中充入一定量的NO、CO发生上述反应，测得正反应的速率随时间变化的曲线如图所示（已知：t2 --tl=t3－t2）。

则下列说法不正确的是         。（填编号）
A．反应在c点未达到平衡状态
B．反应速率a点小于b点
C．反应物浓度a点大于b点
D．NO的转化率：tl～t2>t2～t3
（2）煤的综合利用、使用清洁能源等有利于减少环境污染。合成氨工业原料气的来源之一水煤气法，在催化剂存在条件下有下列反应：
①
②
③
①△H3和△H1、△H2的关系为△H3=            。
②在恒温条件下，将l mol CO和1 mol H2O（g）充入某固定容积的反应容器，达到平衡时有50%的CO转化为CO2。在tl时保持温度不变，再充入1 mol H2O（g），请在图中画出tl时刻后H2的体积分数变化趋势曲线。

③甲醇汽油可’以减少汽车尾气对环境的污染。
某化工厂用水煤气为原料合成甲醇，恒温条件下，在体积可变的密闭容器中发生反应：CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)到达平衡时，测得CO、H2、CH3OH分别为1 mol、1 mol、1 mol，容器的体积为3L，现往容器中继续通人3 mol CO，此时v（正）         v（逆）（选填‘‘>”、“<’’或“=”），判断的理由        。

11.2 g KOH的稀溶液与1 L 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液反应放出11.46 kJ的热量,该反应的热化学方程式为　　　　　　　　,则KOH与H2SO4的中和热为　　　　。 

已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热分别为285.8 kJ·mol－1、283.0 kJ·mol－1和726.5 kJ·mol－1。请回答下列问题。
(1)用太阳能分解5 mol液态水消耗的能量是     kJ。
(2)液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为            。
(3)在以甲醇为燃料的燃料电池中，电解质溶液为酸性，则正极的电极反应式为                                                                       。
理想状态下，该燃料电池消耗2 mol甲醇所能产生的最大电能为1 404.2 kJ，则该燃料电池的理论效率为     。(燃料电池的理论效率是指电池所产生的最大电能与燃料电池反应所能释放的全部能量之比)

工业上常常利用反应①来生产环氧乙烷，但是伴随副反应②。
①C2H4(g)+O2(g) →; △H1   ②C2H4(g)+3O2(g) → 2CO2(g)+2H2O(g); △H2
（1）写出环氧乙烷充分燃烧的热化学反应方程式。答：____________________________；
（2）工业生产中，可通过某一措施来加快反应①而对反应②影响较小，从而提高环氧乙烷的生产效率。工业生产采取的这种措施是_______________。
A．升高反应体系的温度B．增大体系中氧气的浓度
C．使用合适的催化剂D．降低反应体系的压强
（3）已知C=C、O=O、C—C键能分别为a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1，则环氧乙烷中C—O键能为            kJ·mol-1；
（4）反应②可以设计成燃料电池，若以酸做电解质溶液，负极反应式是                。

(1)宇宙飞船上的氢氧燃料电池，其电池反应为：2H2＋O2=2H2O，试写出电解质溶液若为盐酸时的正极反应式：______________。
(2)已知4 g甲烷气体充分燃烧生成CO2(g)和H2O(l)时，放出Q kJ的热量。写出表示甲烷燃烧热的热化学方程式：______________________。
(3)已知下列热化学方程式：
①Fe2O3(s)＋3CO(g)=2Fe(s)＋3CO2(g)　ΔH＝－Q1 kJ/mol
②3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)　ΔH＝－Q2 kJ/mol
③Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)　ΔH＝－Q3 kJ/mol
利用盖斯定律计算：FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)的焓变ΔH＝________。

“氢能”是人类未来最理想的新能源之一。
（1）实验测得，1 g氢气燃烧生成液态水时放出142.9 kJ热量，则表示氢气燃烧热的热化学方程式为__________________________。
（2）利用核能把水分解制氢气，是目前正研究的课题。如图是其中的一种流程，流程中用了过量的碘（提示：反应②的产物是O2、SO2和H2O）。
完成下列反应的化学方程式：反应①________________；反应②________________。此法制取氢气的最大优点是____________________。

氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
（1）在固定容积的密闭容器中，进行如下化学反应：N2（g）+3H2（g） 2NH3（g） △H=—92．4kJ/mol，
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
4.1×106
K1
K2
 
试判断K1       K2（填写“>” “ =”或“<”）。
（2）用2mol N2和3mol H2合成氨，三容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其它条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时N2的质量分数如图所示，此时甲、乙、丙三个容器中一定达到化学平衡状态的是        ，都达到平衡状态时，N2转化率最低的是   。

（3）NH3与CO2在120oC，催化剂作用下可以合成反应生成尿素：CO2 +2NH3（NH2）2CO +H2O
在密闭反应容器中，混合气体中NH3的含量变化关系如图所示

（该条件下尿素为固体）。则A点的正反应/速率（CO2）      B点的逆反应速率（CO2）（填写“>”“=”或“<”），NH3的平衡转化率为____         ；
（4）已知下列热化学方程式：
2H2（g）+O2（g）=2H2O（1）   △H = -571．6kJ/mol
N2（g）+O2（g）2NO（g）    △H =+180kJ/mol
请写出用NH3还原NO的热化学方程式_                 ；
（5）氨气在纯氧中燃烧，生成一种单质和水，试写出该反应的化学方程式____     。科学家利用此原理，设计成氨气－氧气燃料电池，则通人氨气的电极是        （填“正极”或“负极”），在碱性条件下，通人氨气的电极发生的电极反应式为                                  。

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