题目内容

（14分） 甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：?
（1）以天然气为原料制H2是合成氨的一条重要的路线。甲烷的部分氧化可得到合成氨的原料气H2，其反应式如下：
①CH（g）+1/2O（g）＝CO（g）+2H（g） H1＝－35.6kJ·mol
试判断常温下,上述反应能否自发进行:          (填”能”或”否”)。有研究认为甲烷部分氧化的机理为：
②CH（g）+2O（g）＝CO2（g）+2H2O（g） H2＝－890.3kJ·mol
③CH（g）+CO（g）＝2CO（g）+2H（g） H3＝247.3kJ·mol
请结合以上条件写出CH4和H2O（g）生成CO和H2的热化学反应方程式：
                                                                          。
⑵恒温下，向一个2L的密闭容器中充入1 molN2和2.6 molH2，反应过程中对NH3的浓度进行检测，得到的数据如下表所示：
实验数据
时间/min
5
10
15
20
25
30
c(NH3)/( mol ·/L-1)
0.08
0.14
0.18
0.20
0.20
0.20
此条件下,该反应达到化学平衡时,氮气的浓度为              。
（3）如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池（电解质溶液为KOH溶液），通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。?

①b处电极上发生的电极反应式是                            。
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH          （填写“变大”、“变小”或“不变”，下同），装置Ⅱ中Cu的物质的量浓度                  。
③若完全反应后，装置Ⅱ中阴极质量增加12.8g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷        L （标准状况下）。
（14分）（1）能（1分）
CH（g）+H2O（g）＝CO（g）+3H2（g）H＝250.3kJ·mol（3分）其余每空2分
（2）0.4 mol ·L-1
（3）①   O2＋2H2O＋4e－=4OH-   ②变小   不变    ③  1.12
（1）该反应为一个熵增的放热反应，可以自发进行；通过盖斯定律，首先写出目标反应CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)，该反应等于(①×4-②-③)，故ΔH=((-35.6)×4-(-890.3)-247.3)=250.3KJ/mol；
（2）
 
N2+3H22NH3
始态mol/L
0.5
1.3
0
反应mol/L
0.1
0.3
0.20
终态mol/L
0.4
1.0
0.20
 
（3）铁棒镀铜，可以确定Cu为阳极，Fe为阴极，整个电镀过程中电解质浓度没有变化；
左边为燃料电池，a为负极，甲烷失电子，b为正极，发生还原反应O2＋2H2O＋4e－=4OH-，整个过程中KOH的量不变，但有水生成，浓度减小，pH变小。根据得失电子守恒可以确定，消耗甲烷为1.12L
练习册系列答案
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（8分）（1）化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。化学键的键能是形成（或拆开）1 mol化学键时释放（或吸收）的能量。已知：N≡N键的键能是948.9kJ·mol－1，H－H键的键能是436.0 kJ·mol－1；由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ的热量。N－H键的键能是      　       。
（2）盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得，但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式：
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)        △H＝－24.8 kJ·mol－1
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g)    △H＝－47.2 kJ·mol－1
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g)       △H＝＋640.5 kJ·mol－1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式：
_________________                                                           。
（6分）自然界里氮的固定途径之一是在闪电的作用下，N2与O2反应生成NO。
（1）在不同温度下，反应N2(g)＋O2(g)2NO(g) DH＝a kJ·mol－1的平衡常数K如下表：
温度/℃
1538
1760
2404
平衡常数K
0.86×10－4
2.6×10－4
64×10－4
      该反应的△H   0（填“＞”、“＝”或“＜”）。
(2)2404℃时，在容积为1.0L的密闭容器中通入2.6mol N2和2.6mol O2，计算反应：
N2(g)＋O2(g)2NO(g)达到平衡时N2的浓度为        。（此温度下不考虑O2与NO的反应。计算结果保留两位有效数字）
(3)科学家一直致力于研究常温常压下“人工固氮”的新方法。曾有实验报道：在常温、常压光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应，生成的主要产物为NH3。相应的热化学方程式如下：
2N2(g)＋6H2O(1)＝4NH3 (g)＋3O2(g)   DH＝＋1530kJ·mol－1
则氨催化氧化反应4NH3(g)＋5O2(g)＝4NO(g)＋6H2O(1)的反应热DH＝        。 （用含a的代数式表示）
已知：CH4(g)+2O2(g)→CO2(g)+2H2O(g) ΔH＝－Q1 kJ/mol；
2H2(g)+O2(g) == 2H2O(g)        ΔH＝－Q2 kJ/mol；
H2O(g) == H2O(l)               ΔH＝－Q3 kJ/mol  
 常温下取体积比为4：1的甲烷和H2的混合气体112L（标准状况下），经完全燃烧后恢复到常温，则放出的热量为（　　）
A．4Q1+0.5Q2B．4Q1+Q2+10Q3C．4Q1+2Q2D．4Q1+0.5Q2+9Q3
．已知下列热化学方程式：
(1)CH3COOH(l)+2O2(g) ="==" 2CO2(g)+2H2O(l)    △H1= －870.3 kJ·mol-1
(2)C(s)+O2(g) ="==" CO2(g)                     △H2= －393.5 kJ·mol-1
(3)H2(g)+O2(g) ===  H2O(l)                   △H3= －285.8 kJ·mol-1
则反应2C(s)+2H2(g)+O2(g)="==CH3COOH(l)" 的焓变△H为（    ）kJ·mol-1
A．488.3B．－244.15C．244.15D．－488.3
（10分）回答下列问题：
（1）反应A(g)+B(g)C(g)+D(g)过程中的能量变化如右图所示，判断该反应△H   0（填“＞”、“＜”、
或“无法确定”）。

（2）在Al2O3、Ni催化下气态甲酸发生下列反应：
甲酸(g)=" CO" (g)+ H2O (g)　 △H1=" +34.0" kJ/mol
甲酸(g)= CO2 (g)+ H2(g)    △H2=" —7.0" kJ/mol
则甲酸的分子式为           ，在该条件下，气态CO2和气态H2反应生成气态CO和气态H2O的热化学方程式为                             。
（3）如图所示，水槽中试管内有一枚铁钉，放置数天观察：

I若试管内液面上升，则正极反应：                         。
II若试管内液面下降，则发生           腐蚀。
III若溶液甲为水，溶液乙为海水，则铁钉在   （填“甲”或“乙”）溶液中腐蚀的速度快。
（8分）．2009年10月16日第十一届全运会在济南举行，全运会使用的火炬的燃料是丙烷。
（1）已知11g丙烷完全燃烧生成CO2和液态水时放出的热量为555kJ，请写出丙烷燃烧热的热化学方程式
                                                 
(2)某温度下，纯水中的c（H+）=2.0×10-7mol/L，若温度不变，滴入稀硫酸使c（H+）=5.0×10-6mol/L，则该溶液中由水电离出的c（OH-）为
                             
已知热化学方程式：，则对于热化学方程式：，下列说法正确的是（ ）
A．热化学反应方程式中化学计量数表示分子个数
B．该反应的
C．
D．
(11分)
（1）已知H2(g)+Br2(1)2HBr(g) △H=－72kJ/mol，蒸发1mol Br2(1)需要吸收的能量为30kJ，其它相关数据如下表：
 
H2(g)
Br2(g)
HBr(g)
键能/kJ·mol－1
436
a
369
①Br2(1)＝Br2(g)  △H1，则△H1=_____________；
②写出H2(g)与Br2(g)反应生成HBr(g)的热化学方程式：_____________________________
③试计算a=_________________。
（2）磷在氧气中燃烧，可能生成两种固态氧化物。3.1g的单质磷（P）在一定量氧气中燃烧生成P2O3、P2O5各0.025mol，反应物完全耗尽，并放出X kJ热量。
①已知1mol磷完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量为Y kJ，则1molP与O2反应生成固态P2O3的反应热△H=________________________________。
②写出1mol P与O2反应生成固态P2O3的热化学方程式：
___________________________________________________________________

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