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已知： P4(s)＋6Cl2(g)4PCl3(g) + a kJ， P4(s)＋10Cl2(g)4PCl5(g) + b kJ。P4具有正四面体结构，PCl5中P－Cl键的键能为c kJ/mol，PCl3中P－Cl键的键能为1.2c kJ/mol。下列叙述正确的是
A．P－P键的键能大于P－Cl键的键能
B．可求Cl2(g)＋PCl3(g)PCl5(s)的反应热
C．Cl－Cl键的键能为
D．P－P键的键能为
C

试题分析：A.由于在PCl5中P－Cl键的键能为c kJ/mol，在PCl3中P－Cl键的键能为1.2c kJ/mol。物质不同，所含有的P－Cl键的键能不同。因此无法比较P－P键的键能与P－Cl键的键能的大小。错误。B.①P4(s)＋6Cl2(g)4PCl3(g) + a kJ，② P4(s)＋10Cl2(g)4PCl5(g) + b kJ。②－①整理可得Cl2(g)＋PCl3(g)PCl5(g) ＋。但是没有PCl5(g) PCl5(s)的热效应，所以不能求Cl2(g)＋PCl3(g)PCl5(s)的反应热。错误。C.根据反应 Cl2(g)＋PCl3(g)PCl5(g) ＋的反应热与键能的关系可得Cl－Cl＋3×1.2c-5×c=，整理可得Cl－Cl的键能为KJ/mol。正确。D.根据键能与反应热关系 把Cl－Cl的键能为带入①可得6P—P+6×－4×3×1.2c=a。解得P－P键的键能为KJ/mol.错误。
练习册系列答案
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实验测得：101 kPa时，1 mol H2完全燃烧生成液态水，放出285.8 kJ的热量；1 mol CH4完全燃烧生成液态水和CO2，放出890.3 kJ的热量。下列热化学方程式的书写正确的是
①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)     ΔH＝＋890.3 kJ·mol－1
②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l)      ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
③CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)      ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
④2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l)               ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
A．仅有②B．仅有②④C．仅有②③④D．全部符合要求
汽车尾气中的NOx是大气污染物之一，科学家们在尝试用更科学的方法将NOx转化成无毒物质，从而减少汽车尾气污染。
（1）压缩天然气（CNG）汽车的优点之一是利用催化技术能够将NOx转变成无毒的CO2和N2。
①CH4(g)＋4NO2(g) 4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  △H1＜0
②CH4(g)＋4NO(g)2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)    △H2＜0
③CH4(g) ＋2NO2(g)N2(g) ＋CO2(g) ＋2H2O(g) △H3＝         。（用△H1和△H2表示）
（2）在恒压下，将CH4(g)和NO2(g)置于密闭容器中发生化学反应③，在不同温度、不同投料比时，NO2的平衡转化率见下表：
投料比[n(NO2) / n(CH4)]
400 K
500 K
600 K
1
60%
43%
28%
2
45%
33%
20%
 
①写出该反应平衡常数的表达式K=         。
②若温度不变，提高[n(NO2) / n(CH4)]投料比，则K将         。（填“增大”、“减小”或“不变”。）
③400 K时，将投料比为1的NO2和CH4的混合气体共0.04 mol，充入一装有催化剂的容器中，充分反应后，平衡时NO2的体积分数        。
（3）连续自动监测氮氧化物（NOx）的仪器动态库仑仪的工作原理示意图如图1

图1                                    图2
①NiO电极上NO发生的电极反应式：                                。
②收集某汽车尾气经测量NOx的含量为1.12%（体积分数），若用甲烷将其完全转化为无害气体，处理1×104L（标准状况下）该尾气需要甲烷30g，则尾气中V(NO)︰V(NO2)=   
（4）在容积相同的两个密闭容器内 (装有等量的某种催化剂) 先各通入等量的CH4，然后再分别充入等量的NO和NO2。在不同温度下，同时分别发生②③两个反应：并在t秒时测定其中NOx转化率，绘得图象如图2所示：
①从图中可以得出的结论是
结论一：相同温度下NO转化效率比NO2的低
结论二：在250℃-450℃时，NOx转化率随温度升高而增大，450℃-600℃时NOx转化率随温度升高而减小
结论二的原因是                                                    
②在上述NO2和CH4反应中，提高NO2转化率的措施有_________。(填编号)
A．改用高效催化剂     B．降低温度     C.分离出H2O(g)       D．增大压强
E．增加原催化剂的表面积   F．减小投料比[n(NO2) / n(CH4)]
已知下列反应的反应热:
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)2CO2(g)+2H2O(l)　ΔH1="-870.3" kJ·mol-1
(2)C(s)+O2(g)CO2(g)　ΔH2="-393.5" kJ·mol-1
(3)H2(g)+O2(g)H2O(l)　ΔH3="-285.8" kJ·mol-1
则下列反应的反应热为(　　)
2C(s)+2H2(g)+O2(g)CH3COOH(l)
A．ΔH="+488.3" kJ·mol-1B．ΔH="-244.15" kJ·mol-1
C．ΔH="-977.6" kJ·mol-1D．ΔH="-488.3" kJ·mol-1
随着大气污染的日趋严重，国家拟于“十二五”期间，将二氧化硫(SO2)排放量减少8%，氮氧化物(NOx)排放量减少10%。目前，消除大气污染有多种方法。
Ⅰ．处理NOx的一种方法是利用甲烷催化还原NOx。
CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1＝－574kJ·mol­－1
CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H2
CH4(g)+2NO2 (g)＝N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)     △H3＝－867kJ·mol－1
则△H2＝                 。
Ⅱ．化石燃料的燃烧、含硫金属矿石的冶炼和硫酸的生产过程中产生的SO2是大气中SO2的主要来源。（1）将煤转化为水煤气是将煤转化为洁净燃料的方法之一，反应为   C(s) + H2O(g)＝ CO(g) + H2(g)，
该反应的化学平衡常数表达式为K＝                    。 800℃时，将1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容积为1L的容器中，发生反应：CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)，反应过程中各物质的浓度如右图t1前所示变化。若保持温度不变，t2时再向容器中充入CO、H2各1mol，平衡将     移动（填“向左”、 “向右”或“不”）。t2时，若改变反应条件，导致H2浓度发生如右图t2后所示的变化，则改变的条件可能是       （填符号）。
a加入催化剂      b降低温度     c缩小容器体积      d减少CO2的量

（2）碘循环工艺不仅能吸收SO2降低环境污染，同时又能制得氢气，具体流程如下：

①用离子方程式表示反应器中发生的反应                        。
②用化学平衡移动的原理分析，在 HI分解反应中使用膜反应器分离出H2的目的是               。
Ⅲ．开发新能源是解决大气污染的有效途径之一。甲醇燃料电池(简称DMFC)由于结构简单、能量转化率高、对环境无污染,可作为常规能源的替代品而越来越受到关注。DMFC工作原理如图所示：

通入a气体的电极是原电池的     （填“正”或“负”），
其电极反应式为                  。
NOx是汽车尾气中的主要污染物之一。
(1)NOx能形成酸雨，写出NO2转化为HNO3的化学方程式：__________________________。
(2)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应，其能量变化示意图如下：

①写出该反应的热化学方程式：_______________________________。
②随温度升高，该反应化学平衡常数的变化趋势是____。
(3)在汽车尾气系统中装置催化转化器，可有效降低NOx的排放。
①当尾气中空气不足时，NOx在催化转化器中被还原成N2排出。写出NO被CO还原的化学方程式：______________________________
②当尾气中空气过量时，催化转化器中的金属氧化物吸收NOx生成盐。其吸收能力顺序如下：12MgO＜20CaO＜38SrO＜56BaO。原因是___________________________________________，
元素的金属性逐渐增强，金属氧化物对NOx的吸收能力逐渐增强。
(4)通过NOx传感器可监测NOx的含量，其工作原理示意图如下：

①Pt电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)
②写出NiO电极的电极反应式：______________________________________。
乙醇是一种可燃性液体，按一定比例混合的乙醇汽油是一种新型清洁车用燃料，某科研机构研究利用CO2合成乙醇的方法：
（i）2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH1
原料气氢气
（ii）CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g)   ΔH2
回答下列问题：
（1）使用乙醇汽油（汽油用戊烷代替）燃料时．气缸工作时进行的反应较多，写出燃烧产生有毒气体CO、NO的所有反应的化学方程式：________________________。
（2）反应(i)中能够提高氢气转化率的措施有____。
A．增大压强B．加催化剂C．增大CO2的浓度D．及时分离体系中的乙醇
（3）利用CO合成乙醇是目前工业生产较为成熟的工艺。已知下列热化学方程式：
（iii）CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)   ΔH3
写出以CO(g)与H2(g)为原料合成乙醇的热化学方程式：___________________（焓变用H1、H3表示）。
（4）反应(ii)中的甲烷和水蒸气是在特定的催化剂表面上进行的，该反应在不同温度下的化学平衡常数如下表：

由此推知反应(ii)的焓变H2________0（填“>”、“=”或“<”）。某温度下，向容积为1 L的密闭容器中加入1 mol甲烷和1mol水蒸气，经过5h反应达到平衡状态，此时测得CH4的浓度变为0.5 mol/L。该温度下，反应(ii)的平衡常数K=__________________，反应开始至达到平衡时氢气的反应速率v(H2)=_________。
（5）机动车在改用乙醇汽油后，并不能减少氮氧化物的排放。使用合适的催化剂可使NO转化为氮气，实验测得NO转化为氮气的转化率随温度变化曲线如下图所示：

由图像可知，在没有CO情况下，温度超过775K，NO的转化率减小，造成这种现象的原因可能是___________________________；在NO和CO物质的量之比为1：1的情况下，应控制的最佳温度为__________________左右。
（1）生产水煤气过程中有以下反应：①C(s)＋CO2(g)??2CO(g)　ΔH1；
②CO(g)＋H2O(g) H2(g)＋CO2(g)　ΔH2；
③C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)　ΔH3；
上述反应ΔH3与ΔH1、ΔH2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) 2CO(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 038 kJ·mol－1。
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。
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。

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