题目内容

已知反应A2(g)＋B2(g)=2AB(g)，断开1molA2中的化学键消耗的能量为Q1 kJ，断开1molB2中的化学键消耗的能量为Q2 kJ，生成1molAB中的化学键释放的能量为Q3kJ（Q1、Q2、Q3均大于零），则下列说法正确的是                                         （   ）
A．若A2和B2的总能量之和大于生成的2AB的总能量，则反应放热
B．若A2和B2的总能量之和小于生成的2AB的总能量，则反应放热
C．若该反应为放热反应，则Q1＋Q2 < Q3
D．若该反应为吸热反应，则Q1＋Q2 < Q3
A

试题分析：如果反应物的总能量高于生成物的总能量，则该反应就是放热反应，反之是吸热反应，A正确，B不正确；反应热还等于断键吸收的总能量和形成化学键时所放出的总能量的差值，因此如果该反应为放热反应，则Q1＋Q2＜2Q3，若该反应为吸热反应，则Q1＋Q2＞2Q3，所以选项CD不正确，答案选A。
点评：该题主要是从宏观和微观两个角度考查学生对反应热含义，以及影响反应热大小的了解掌握情况，有利于培养学生的逻辑思维能力和发散思维能力，难度不大。
练习册系列答案
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（1）已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（l）ΔH＝－571.6 kJ/mol，
CO（g）＋1/2O2（g）＝CO2（g）ΔH＝－283.0 kJ/mol。某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体中H2和CO的物质的量之比为___________。
（2）以甲醇、空气，氢氧化钾溶液为原料，石墨为电极，可构成燃料电池；已知该燃料电池的总反应式是：2CH3OH +3O2+4OH-=2CO32-+6H2O，该燃料电池发生反应时，正极区溶液的PH__________ (填“增大”， “减小” 或“不变”)该电池的负极反应式为_________________。
（3） 用上述燃料电池进行粗铜的精炼，粗铜应连接电源的________极，该粗铜精炼电解池的阴极反应式为_________________。
I．工业上可用CO生产燃料甲醇。一定条件下发生反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)

（1）“图1”表示反应中能量的变化，曲线   （填“a或b”）表示使用了催化剂；该反应的热化学方程式为              。
（2）若容器容积不变，下列措施可增大CO平衡转化率的是_____。
A．升高温度
B．将CH3OH(g)从体系中分离
C．充入He，使体系总压强增大
D．再充入1 mol CO和2 mol H2
（3）其他条件不变，请在“图2”中画出温度为T2（且T2<T1）时，CO的平衡转化率与H2和CO的起始组成比[n(H2)/n(CO)]的关系曲线。

II．向BaSO4沉淀中加入饱和碳酸钠溶液，充分搅拌，弃去上层清液，如此处理多次，可使BaSO4全部转化为BaCO3，发生的反应可表示为：BaSO4(s)+CO32－(aq)BaCO3(s)+SO42－(aq)。
（4）现有0.20 mol BaSO4，加入1.0L 2.0mol/L的饱和Na2CO3溶液处理，假设起始的c(SO42－)≈0，平衡时，K=4.0×10－2，求达到平衡时发生转化的BaSO4的物质的量。（写出计算过程，计算结果保留2位有效数字）
除去杂质后的水煤气主要含H2、CO，是理想的合成甲醇的原料气。
（1）生产水煤气过程中有以下反应：①C(s)+CO2(g)2CO(g)  △H1；
②CO(g)+H2O(g)H2(g)+CO2(g)  △H2；③C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)  △H3；
上述反应△H3与△H1、△H2之间的关系为                       。
（2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为：2CH4(g)＋3O2(g)4CO(g)＋4H2O(g)   △H=－1038kJ/mol。工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验（其他条件相同）：
①X在750℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
②Y在600℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
③Z在440℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是      （填“X”或“Y”或“Z”），选择的理由是                                                      ；
（3）请在答题卡中，画出（2）中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。
（4）合成气合成甲醇的主要反应是：2H2(g)+CO(g)CH3OH(g) △H=－90.8kJ·mol－1，T℃下此反应的平衡常数为160。
此温度下，在密闭容器中开始只加入CO、H2，反应10min后测得各组分的浓度如下：
物质
H2
CO
CH3OH
浓度/（mol·L－1）
0.20
0.10
0.40
 
①该时间段内平均反应速率v(H2)=                       。
②比较此时正、逆反应速率的大小：v(正)      v (逆)（填“＞”、“＜”或“＝”）
（5）生产过程中，合成气要进行循环，其目的是                                 。
最近几年我国已加大对氮氧化物排放的控制力度。消除氮氧化物污染有多种方法。
（l）用CH4还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)＋4NO2(g)= 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H=-574kJ·mol-1
②CH4(g)＋4NO (g)=2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) △H=-1160kJ·mol-1
③H2O(g)= H2O(l) △H=-44.0kJ·mol-1
CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(1)的热化学方程式为                 。
（2）用活性炭还原法也可处理氮氧化物。有关反应为：2C(s)＋2NO2(g)=N2(g)＋2CO2(g) △H<0，起始时向密闭容器中充入一定量的C(s)和NO2(g)，在不同条件下，测得各物质的浓度变化状况如下图所示。

①0?10min内，以CO2表示的平均反应速率v(CO2)=               。
②0～10min，10?20 min，30?40 min三个阶段NO2的转化率分别为α1、α2、α3，其中最小的为         ，其值是                   。
③计算反应达到第一次平衡时的平衡常数K=            。
④第10min时，若只改变了影响反应的一个条件，则改变的条件为      (填选项字母）。
A．增加C(s)的量       B．减小容器体积      C．加入催化剂
⑤20～30min、40?50 min时体系的温度分别为T1和T2，则T1_____T2(填“> “<”或“=”）， 判断的理由是                         。
根据所学知识，完成下列问题：
（1）化学反应可视为旧键断裂和新键生成的过程。键能是形成（或拆开）1 mol化学键时释放（或吸收）的能量。已知白磷和其燃烧产物P4O6的分子结构如图所示，现提供以下键能（kJ· mol-1）： P－P：198，  P－O：360， O－O：498，白磷(P4)燃烧的热化学方程式为                       。

（2）化学能与电能之间可以相互转化，以Fe、Cu、C(石墨)、CuSO4溶液、FeSO4溶液、Fe2(SO4)3溶液 、AgNO3溶液为原料，通过原电池反应实现2Fe3+ + Cu＝2Fe2+ + Cu2+,请你把下图补充完整，使之形成闭合回路，并用元素符号标明电极。甲池中电解液是        溶液；乙池中电解液是         溶液。（要求：甲、乙两池中电解质元素种类始终保持不变）

（3）某市对大气进行监测，发现该市首要污染物为可吸入颗粒物PM2.5（直径小于等于2.5μm的悬浮颗粒物）其主要来源为燃煤、机动车尾气等。因此，对PM2.5、SO2、NOx等进行研究具有重要意义。请回答下列问题：
①对PM2.5空气样本用蒸馏水处理，制成待测试样。若测得该试样所含水溶性无机离子的化学组分及其平均浓度如下表：
离子
K+
Na+
NH4+
SO4２－
NO3－
Cl－
浓度/ mol?L-1
4×10-6
6×10-6
2×10-5
4×10-5
3×10-5
2×10-5
根据表中数据判断该试样的酸碱性为        ，试样的pH值=        
②已知气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)  2NO(g) H＞0
若1 mol空气含有0.8 molN2和0.2 molO2,1300℃时在密闭容器内反应达到平衡。测得NO为8 × 10-4 mol.计算该温度下的平衡常数K= ___________；汽车启动后，气缸温度越高，单位时间内NO排放量越大，原因是                                          。
能源是人类生活和社会发展的基础，研究化学反应中的能量变化，有助于更好地利用化学反应为生产和生活服务。阅读下列有关能源的材料，回答有关问题：
（1）从能量的角度看，断开化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量。已知拆开1 mol H－H键、1 mol I－I、1 mol H－I键分别需要吸收的能量为436 kJ、151 kJ、299 kJ。则由氢气和碘单质反应（H2+I2=2HI）生成1 mol HI需要             （填“放出”或“吸收”）      ___ kJ的热量。
（2）在生产和生活中经常遇到化学能与电能的相互转化。

在如图甲装置中，负极电极反应式为                      ，发生的是   反应（填“氧化”或“还原”，下同）。正极电极反应式为                              ；总反应的离子方程式为                                           。
（3）若用氢氧化钾溶液做电解质溶液，用氢气做燃料，空气做氧化剂制成燃料电池，其负极反应式为                    ；正极反应式为                                   。当有标状下2.24L氢气消耗时，另一极消耗氧气的物质的量为        。
（4）在如下图所示的原电池中，铝做        极，导线上电子由       极流向       极。
氨气是一种重要的物质，可用于制取化肥和硝酸等。
（1）500°C、50Mpa时，在容积为VL的密闭容器中加入n mol N2、3n mol H2，经过t min后反应达到平衡后N2的转化率为a。则容器内气体的压强反应前与平衡时的比值
为              ； t min内用NH3表示的速率是              
（2）工业合成氨的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）2NH3（g）ΔH＝－92kJ/mol（表示当生成2 mol NH3时放出92.2KJ的热）。有关键能：N≡N：945.6kJ/mol ；N-H：391.0kJ/mol，则H—H键能为           KJ/mol
工业上通常在恒容密闭容器中采用CO(g)和H2 (g)反应催化合成甲醇CH3OH(g)：
（1）已知：① 2CO(g) + O2 (g) = 2CO2 (g) ΔH =" -566.0" kJ·mol-1
② 2H2(g) + O2 (g) ="2" H2O (g) ΔH =" -398.0" kJ·mol-1
③2CH3OH(g) +3O2 (g) =2CO2 (g) +4 H2O(g) ΔH =" -1104.0" kJ·mol-1
则CO(g)与H2(g)合成CH3OH(g)的热化学方程式是_______________。
（2）据研究，反应过程中起催化作用的为CuO，反应体系中含少量CO2有利于维持催化剂CuO的量不变，原因是：_______________________________ (用化学方程式表示)。
（3）判断反应达到平衡状态的依据是（填字母序号，下同）__________。
A. 混合气体的密度不变
B. 混合气体的平均相对分子质量不变
C. CH3OH(g)、CO(g)、H2(g)的浓度都不再发生变化
D.生成CH3OH(g)的速率与消耗CO(g)的速率相等
（4）下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数（K）。
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.250
0.012
某温度下，将2molCO(g)和6mol H2(g)充入2L的密闭容器中，充分反应后，达到平衡时测得c(CO)=0.5mol/L，则CO(g)的转化率为________，此时的温度为__________。
（5）要提高CO(g)的转化率，可以采取的措施是__________。
A. 升高温度         B. 加入催化剂         C. 增加CO(g)的浓度
D. 加入H2(g)加压    E. 分离出甲醇         F.加入惰性气体加压
（6）一定条件下，在容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，测得反应达到平衡时的有关数据如下：
容器
甲
乙
丙
反应物投入量
1molCO  2molH2
1molCH3OH
2molCH3OH
平衡数据
CH3OH的浓度（mol/L）
c 1
c 2
c 3
反应的能量变化的绝对值(kJ)
a
b
c
体系压强（Pa）
P1
P2
P3
反应物转化率
α1
α2
α3
下列说法正确的是__________。
A. 2c1>c3             B.  a+b=129         C.  2p2<p3          D. α1+α3<1

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