题目内容

已知反应①Fe(s)+CO2(g)FeO(s)+CO(g) ΔH=akJ·mol-1,平衡常数为K;
反应②CO(g)+1/2O2(g)CO2(g) ΔH=bkJ·mol-1;
反应③Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=ckJ·mol-1。测得在不同温度下,K值如下:

温度/℃
500
700
900
K
1.00
1.47
2.40
 
(1)若500 ℃时进行反应①,CO2的起始浓度为2 mol·L-1,CO的平衡浓度为   。(2)反应①为   (选填“吸热”或“放热”)反应。(3)700 ℃时反应①达到平衡状态,要使该平衡向右移动,其他条件不变时,可以采取的措施有   (填序号)。A.缩小反应器体积  B.通入CO2
C.温度升高到900 ℃   D.使用合适的催化剂
E.增加Fe的量
(4)下列图像符合反应①的是   (填序号)(图中v为速率,φ为混合物中CO含量,T为温度且T1>T2)。

(5)由反应①和②可求得,反应2Fe(s)+O2(g)2FeO(s)的ΔH=   。
(6)请运用盖斯定律写出Fe(固体)被O2(气体)氧化得到Fe2O3(固体)的热化学方程式:                                              。

(1)1 mol·L-1 (2)吸热 (3)BC (4)A
(5)2(a+b) kJ·mol-1(6)2Fe(s)+3/2O2(g)Fe2O3(s)ΔH="(3b-c)" kJ·mol-1

解析

练习册系列答案
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能源是国民经济发展的重要基础，我国目前使用的能源主要是化石燃料。
（1）在25 ℃、101 kPa时，8 g CH4完全燃烧生成液态水时放出的热量是445．15 kJ，则CH4燃烧的热化学方程式是                                          。
（2）已知：C(s) + O2(g)  CO2(g)  ΔH＝－437．3 kJ?mol－1
H2(g) + 1/2  O2(g)  H2O(g) ΔH＝－285．8 kJ?mol－1
CO(g) + 1/2  O2(g)  CO2(g) ΔH＝－283．0 kJ?mol－1
则煤的气化主要反应的热化学方程式是：C(s) + H2O(g)  CO(g) + H2(g)  ΔH＝     kJ?mol－1。如果该反应ΔS＝＋133．7 J·K－1·mol－1 该反应在常温（25 ℃）下能否自发进行？（△G=△H-T△S）                                                  (填“能”或“不能”，并写出判断依据)．
（3）由气态基态原子形成1mol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。

化学键
H-H
N-H
N≡N
键能/kJ·mol-1
436
391
945
已知反应N2+3H2 2NH3   △H="a" kJ·mol-1。试根据表中所列键能数据估算a的数值为                    。

丙烷在燃烧时能放出大量的热，它也是液化石油气的主要成分，作为能源应用于人们的日常生产和生活。已知：
①2C3H8(g)＋7O2(g) =6CO(g)＋8H2O(g)  △H =－2389.8 kJ/mol
②2CO(g) + O2(g) =2CO2(g)             △H =－566 kJ/mol
③H2O(l) = H2O(g)                     △H ="+" 44.0 kJ/mol
（1）写出C3H8燃烧时燃烧热的热化学方程式                     。
（2）C3H8在不足量的氧气里燃烧，生成CO、CO2、H2O(g)，将所有的产物通入一个体积固定的密闭容器中，在一定条件下发生如下可逆反应：CO(g) +H2O(g) CO2(g) +H2(g)该反应的平衡常数与温度的关系如下表：

温度/℃
400
500
800
平衡常数K
9.94
9
1
保持温度为800℃，在甲、乙两个恒容密闭容器中，起始时按照下表数据进行投料，充分反应直至达到平衡。
 
H2O
CO
CO2
H2
甲 （质量/g）
1.8
8.4
a
1
乙 （质量/g）
1.8
2.8
0
0
①起始时，要使甲容器中反应向正反应方向进行，则a的取值范围是        ；达到平衡时，乙容器中CO的转化率为        。
②下图表示上述甲容器中反应在t1时刻达到平衡，在t2时刻因改变某一个条件而发生变化的情况。则t2时刻改变的条件可能是    、   （答两个要点即可）。
 
（3）CO2可用NaOH溶液吸收得到Na2CO3或NaHCO3。
① Na2CO3溶液中离子浓度由大到小的顺序为　　          　　　；
② 已知25℃时，H2CO3的电离平衡常数K1 = 4.4×10-7 mol/L、K2 = 4.7×10-11 mol/L，当Na2CO3溶液的pH为11时，溶液中c(HCO3-)∶c(CO32-) =         。
③ 0.1 mol/L Na2CO3溶液中c(OH-) -c(H+) =                      [用含c(HCO3－)、c(H2CO3)的符号表示]。

(1)已知下列两个热化学方程式：
C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=－2220.0 kJ·mol-1
H2O（l）=H2O（g） ΔH="+44.0" kJ·mol-1
则0.5mol丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为             。
(2)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)  ΔH＝＋140 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)="2CO(g)" ΔH＝－221 kJ·mol－1
写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式：            。
(3)科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图所示），与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molNN键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为2molN2时要放出              kJ能量。

（4）阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H2+O2＝2H2O，电解质溶液为稀H2SO4溶液，电池放电时是将     能转化为     能。其电极反应式分别为：负极                ，正极                   。

大气中的部分碘源于O3对海水中I-的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究. 
（1）O3将I-氧化成I2的过程由3步反应组成：
①I-（aq）+ O3（g）= IO-(aq)+O2（g）△H1
②IO-（aq）+H+(aq) HOI(aq) △H2
③HOI(aq) + I-(aq) + H+(aq) I2(aq) + H2O(l)  △H3
总反应的化学方程式为__       ____，其反应△H=___    ___
（2）在溶液中存在化学平衡：I2(aq) + I-(aq) I3-(aq)，其平衡常数表达式为_______.
（3）为探究Fe2+ 对O3氧化I-反应的影响（反应体如左图），某研究小组测定两组实验中I3-浓度和体系pH，结果见右图和下表。
    

①第1组实验中，导致反应后pH升高的原因是_______。
②图13中的A为__  ___，由Fe3+生成A的过程能显著提高Ⅰ-的转化率，原因是               。
③第2组实验进行18s后，I3-浓度下降。导致下降的直接原因有（双选）______。

A．c(H+)减小 B．c(I-)减小 C．I2(g)不断生成 D．c(Fe3+)增加
（4）据图14，计算3-18s内第2组实验中生成I3-的平均反应速率（写出计算过程，结果保留两位有效数字）。

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＝－1638 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，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＝       。

碳及其化合物有广泛的用途。
(1)将水蒸气通过红热的碳即可产生水煤气反应为
C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH＝＋131.3 kJ·mol－1，
以上反应达到平衡后，在体积不变的条件下，以下措施有利于提高H2O的平衡转化率的是________。(填序号)

A．升高温度B．增加碳的用量C．加入催化剂D．用CO吸收剂除去CO
(2)已知：C(s)＋CO2(g)2CO(g)　ΔH＝＋172.5 kJ·mol－1，则CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)的焓变ΔH＝________。
(3)CO与H2在一定条件下可反应生成甲醇：CO(g)＋2H2(g) CH3OH(g)。甲醇是一种燃料，可利用甲醇设计一个燃料电池，用稀硫酸作电解质溶液，多孔石墨作电极，该电池负极反应式为______________________________________。
若用该电池提供的电能电解60 mL NaCl溶液，设有0.01 mol CH3OH完全放电，NaCl足量，且电解产生的Cl2全部逸出，电解前后忽略溶液体积的变化，则电解结束后所得溶液的pH＝________。
(4)将一定量的CO(g)和H2O(g)分别通入到体积为2.0 L的恒容密闭容器中，发生以下反应：CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)。得到如下数据：
温度/℃
起始量/mol
平衡量/mol
达到平衡所
需时间/min
H2O
CO
H2
CO
 
900
1.0
2.0
0.4
1.6
3.0
 
通过计算求出该反应的平衡常数(结果保留两位有效数字)________。改变反应的某一条件，反应进行到t min时，测得混合气体中CO2的物质的量为0.6 mol。若用200 mL 5 mol/L的NaOH溶液将其完全吸收，反应的离子方程式为(用一个离子方程式表示)_________________________
(5)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。实验室模拟化工生产，分别在不同实验条件下反应，N2浓度随时间变化如图甲所示。

请回答下列问题：
①与实验Ⅰ比较，实验Ⅱ改变的条件为________________________________。
②实验Ⅲ比实验Ⅰ的温度要高，其他条件相同，请在图乙中画出实验Ⅰ和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。

为了防止或减少机动车尾气和燃煤产生的烟气对空气的污染，人们采取了很多措施。
（1）汽车尾气净化的主要原理为：2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g) △H＜0，
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）。
（下图中υ正、K、n、w分别表示正反应速率、平衡常数、物质的量、质量分数）

（2）机动车尾气和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：
CH4(g)+2NO2(g)＝N2(g)＋CO2(g)+2H2O(g) △H＝－867 kJ/mol      ①
2NO2(g)N2O4(g) ΔH＝－56.9 kJ/mol       ②
H2O(g) ＝ H2O(l) ΔH＝－44.0 kJ／mol       ③
写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式：                 。
（3）用NH3催化还原NOX也可以消除氮氧化物的污染。如图，采用NH3作还原剂，烟气以一定的流速通过催化剂，通过测量逸出气体中氮氧化物含量，从而可确定烟气脱氮率，反应原理为：NO(g) +NO2(g)+2NH3(g)2N2(g) + 3H2O(g)。

①该反应的△H     0（填“＞”、“＝”或 “＜”）。
②对于气体反应，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），
则上述反应的KP＝                       。
（4）NO2、O2和熔融NaNO3可制作燃料电池，其原理见图，石墨I为电池的       极。  该电池在使用过程中石墨I电极上生成氧化物Y，其电极反应为            。

（5）硝酸工业尾气中氮氧化物（NO和NO2）可用尿素〔CO(NH2)2〕溶液除去。反应生成对大气无污染的气体。1 mol尿素能吸收工业尾气中氮氧化物（假设NO、NO2体积比为1︰1）的质量为          g。

下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ):

物质
Cl2
Br2
I2
HCl
HBr
HI
H2
能量/kJ
243
193
151
432
366
298
436
 
根据上述数据回答(1)~(5)题。
(1)下列物质本身具有的能量最低的是　　　　。 
A.H2                    B.Cl2                                C.Br2          D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是　　　　。 
A.HCl　　　　　B.HBr　　　　　C.HI
(3)X2+H22HX(X代表Cl、Br、I )的反应是吸热反应还是放热反应?答:　______________。 
(4)相同条件下,X2(X代表Cl、Br、I)分别与氢气反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是　　　　　。 
(5)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(4)吗?
答:　　　　　,你的根据是　______________________。 

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