题目内容

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。请回答下列问题：
（1）右图是N2和H2反应生成2 mol NH3过程中能量变
化示意图，写出生成NH3的热化学方程式：
_____________________________________________
___________________________。
（2）由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化
学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过
程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。
已知反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。
试根据表中所列键能数据估算a的数值：________。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能kJ·mol－1
436
391
945
 
（1）N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)   ΔH＝－92.2 kJ·mol－1　（2）－93

试题分析：（1）根据能量关系图，该反应的ΔH＝E1－E2＝(335－427.2)kJ·mol－1＝－92.2 kJ·mol－1。（2）ΔH＝吸收的能量－释放的能量＝(945＋3×436－6×391)kJ·mol－1＝－93 kJ·mol－1。
练习册系列答案
相关题目
以下是一些物质的熔沸点数据（常压）：
 
钾
钠
Na2CO3
金刚石
石墨
熔点（℃）
63．65
97．8
851
3550
3850
沸点（℃）
774
882．9
1850（分解产生CO2）
----
4250
 
金属钠和CO2在常压、890℃发生如下反应：4 Na（g）+ 3CO2（g） 2 Na2CO3（l）+  C(s,金刚石) △H=－1080．9kJ/mol
（1）若反应在10L密闭容器、常压下进行，温度由890℃升高到1860℃，若反应时间为10min, 金属钠的物质的量减少了0．2mol，则10min内CO2的平均反应速率为                 。
（2）高压下有利于金刚石的制备，理由是                                            。
（3）由CO2（g）+ 4Na（g）=2Na2O（s）+ C（s，金刚石） △H=－357．5kJ/mol；则Na2O固体与C（金刚石）反应得到Na（g）和液态Na2CO3（l）的热化学方程式                     。
（4）下图开关K接M时，石墨电极反应式为                           。

（5）请运用原电池原理设计实验，验证Cu2＋、Ag+氧化性的强弱。
在方框内画出实验装置图，要求用烧杯和盐桥(在同一烧杯中，
电极与溶液含相同的金属元素)，并标出外电路电子流向。
据报道，一定条件下由二氧化碳和氢气合成乙醇已成为现实。
已知：①CH3CH2OH(l) +3 O2 (g) = 2CO2(g) +3H2O(l) △H=－1366.8 kJ/ mol
②2H2 (g) + O2 (g) = 2H2O(l) △H=" -571.6" kJ/ mol
（1）写出由CO2和H2 反应合成CH3CH2OH (l)和H2O(l)的热化学方程式                                                              。
（2）碱性乙醇燃料电池易储存，易推广，对环境污染小，具有非常广阔的发展前景。该燃料电池中，使用铂作电极，KOH溶液做电解质溶液。请写出该燃料电池负极上的电极反应式为                                                                 。
（3）用乙醇燃料电池电解400 mL 饱和食盐水装置可简单表示如下图：

该装置中发生电解反应的方程式为                                                       ；在铁棒附近观察到的现象是                                                       ；当阴极产生448 mL气体（体积在标准状况下测得）时，停止电解，将电解后的溶液混合均匀，溶液的pH为          。（不考虑气体的溶解及溶液体积的变化）
2012年始，雾霾天气无数次肆虐家乡邯郸。其中，燃煤和汽车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) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H＜0
①该反应平衡常数表达式                        
②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是               （填代号）。

（2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。
已知：Ⅰ CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g)　△H＝－867 kJ/mol
Ⅱ 2NO2(g)N2O4(g)  △H＝－56.9 kJ/mol
Ⅲ H2O(g) ＝ H2O(l)  ΔH ＝ －44.0 kJ／mol
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式：                   。
（3）甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL1mol/L食盐水,电解一段时间后，收集到标准状况下的氢气2.24L（设电解后溶液体积不变）.
①甲烷燃料电池的负极反应式：                                          。
②电解后溶液的pH=        (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应)
③阳极产生气体的体积在标准状况下是       L
已知下列热化学方程式，则③中的Q3值为
Zn(s)+O2（g）= ZnO (s) △H=" -" Q1 kJ? mol-1   ①
Hg(l) +O2（g）= HgO (s) △H= -Q2 kJ? mol-1   ②
Zn(s) +HgO (s) = Hg(l)+ ZnO (s)   △H= -Q3 kJ? mol-1  ③
A．Q2 -Q1B．Q1 +Q2 C．Q1­- Q2D．-Q1- Q2
（11分）研究燃料的燃烧和对污染气体产物的无害化处理，对于防止大气污染有重要意义。
（1）将煤转化为清洁气体燃料：
已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H= ?241．8kJ/mol 
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)  H= ?110．5kJ/mol
写出焦炭与水蒸气反应制H2和CO的热化学方程式                         。
（2）一定条件下，在密闭容器内，SO2被氧化成SO3的热化学方程式为：2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)；
△H=?a kJ/mo1，在相同条件下要想得到2akJ热量，加入各物质的物质的量可能是            
A．4mo1 SO2和2mol O2　　　　　 B．4mol SO2、2mo1 O2和2mol SO3
C．4mol SO2和4mo1 O2　　　     D．6mo1 SO2和4mo1 O2
（3）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化：
①已知气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)  2NO(g) H＞0
在一定温度下的定容密闭容器中，能说明此反应已达平衡的是          
A．压强不变                   B．混合气体平均相对分子质量不变
C．2v正(N2)＝v逆(NO)           D． N2的体积分数不再改变
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g) H＞0，
简述该设想能否实现的依据                                                             。
（4）燃料CO、H2在一定条件下可以相互转化：CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)。在420℃时，平衡常数K=9。若反应开始时，CO、H2O的浓度均为0．1mol/L，则CO在此反应条件下的转化率为              。
完成下列热化学方程式（化学方程式、电极反应式、表达式等）的书写：
（1）已知：2Cu(s)＋1/2O2(g)=Cu2O(s)；△H=-169kJ·mol-1，
C(s)＋1/2O2(g)=CO(g)；△H=-110.5kJ·mol-1，
Cu(s)＋1/2O2(g)=CuO(s)；△H=-157kJ·mol-1
用炭粉在高温条件下还原CuO生成Cu2O的热化学方程式是：                
（2）在一定条件下，二氧化硫和氧气发生如下反应：2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)，写出该反应的化学平衡常数表达式：             
（3）以甲烷、空气为反应物，KOH溶液作电解质溶液构成燃料电池，则负极反应式为：           。
（4）铁在潮湿的空气中发生吸氧腐蚀的电池反应方程式为                     。
（5）“镁—次氯酸盐”燃料电池，其装置示意图如图，该电池反应的总反应方程式为_______________。

（6）工业上电解熔融氯化钠的方程式为                                        。
研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的测量及处理具有重要意义。
（1）I2O5可使H2S、CO、HC1等氧化，常用于定量测定CO的含量。已知：
2I2(s)+5O2(g)＝2I2O5(s)         △H＝－75.56  kJ·mol－1
2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g)       △H＝－566.0  kJ·mol－1
写出CO(g)与I2O5(s)反应生成I2(s)和CO2(g)的热化学方程式：                                     。
（2）一定条件下，NO2与SO2反应生成SO3和NO两种气体：NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)将体积比为1∶2的NO2、SO2气体置于密闭容器中发生上述反应，下列能说明反应达到平衡状态的是                     。
a．体系压强保持不变
b．混合气体颜色保持不变
c．SO3和NO的体积比保持不变
d．每消耗1molSO2的同时生成1molNO
测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1∶6，则平衡常数K＝                 。
（3）从脱硝、脱硫后的烟气中获取二氧化碳，用二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向。将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2  (g)＋3H2(g)  CH3OH(g)＋H2O(g)   △H3
①取五份等体体积CO2和H2的的混合气体 （物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ(CH3OH) 与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述CO2转化为甲醇反应的△H3                     0（填“＞”、“＜”或“＝”）。

②在容积为1L的恒温密闭容器中充入1molCO2和3molH2，进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下左图所示。若在上述平衡体系中再充0.5molCO2和1.5mol水蒸气（保持温度不变），则此平衡将                       移动（填“向正反应方向”、“不”或“逆反应方向”）。
         
③直接甲醇燃料电池结构如上右图所示。其工作时负极电极反应式可表示为                      。
二甲醚是—种重要的清洁燃料，也可替代氟利昂作制冷剂等，对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物（水煤气）合成二甲醚。
请回答下列问题：
（1）煤的气化的主要化学反应方程式为_______________________________________。
（2）煤的气化过程中产生的有害气体用溶液吸收，生成两种酸式盐，该反应的
化学方程式为__________________________________________________________。
（3）利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下：
①2H2（g）+CO（g）CH3OH（g）；△H=-90.8kJ·mol－1
②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O（g）；△H=-23.5kJ·mol－1
③CO（g）+H2O（g）CO2（g）+H2（g）；△H=-41.3kJ·mol－1
总反应：3H2（g）+3CO（g）CH3OCH3（g）+CO2（g）的△H=             ；
一定条件下的密闭容器中，该总反应达到平衡，要提高CO的转化率，可以采取的措施是
________________（填字母代号）。
a．高温b．加入催化剂c．减少CO2的浓度d．增加CO的浓度e．分离出二甲醚
（4）已知反应②2CH3OH（g）CH3OCH3（g）+H2O(g)某温度下的平衡常数为400。
此温度下，在密闭容器中加入CH3OH，反应到某时刻测得各组分的浓度如下：
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/（mol?L）
0.44
0.6
0.6
①比时正、逆反应速率的大小：_______（填“>”、“<”或“=”）。
②若加入CH3OH后，经l0min反应达到平衡，此时c(CH3OH)=__________；该时
间内反应速率v(CH3OH)=__________________。

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