题目内容

化学反应可视为旧键断裂和新键形成的过程。现提供H2燃烧反应中有关物质的化学键键能： H—H键键能为Q1 kJ·mol－1、H—O键键能为Q3 kJ·mol－1、O2分子内氧原子间的键能为Q2 kJ·mol－1。
(1)请根据上述数据，在图中标注的数字处，填出能量变化的数值或根据箭头的指向填写能量变化是“放出”热量还是“吸收”热量。

(2)请写出1 molH2燃烧生成液态水的热化学反应方程式：____________________________。

(1)①2Q1＋Q2　②放出　③4Q3　④4Q3－(2Q1＋Q2)　⑤吸收
(2)H2(g)＋O2(g)=H2O(l)　ΔH＝－[(4Q3＋Q4)－(2Q1＋Q2)]kJ·mol－1

解析

练习册系列答案
相关题目

合成氯是人类研究的重要课题，目前工业合成氨的原理为：
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-93．0kJ/mol
（1）某温度下，在2 L密闭容器中发生上述反应，测得数据如下

           时间/h
物质的量/mol
0
1
2
3
4
N2
2．0
1．83
1．7
1．6
1．6
H2
6．0
5．49
5．1
4．8
4．8
NH3
0
0．34
0．6
0．8
0．8
 
①0~2 h内，v（N2）=           。
②平衡时，H2的转化率为____；该温度下，反应2NH3(g)  N2(g)+3H2(g)的平衡常数K=  。
③若保持温度和体积不变，起始投入的N2、H2、NH3的物质的量分别为a mol、b mol、c mol，达到平衡后，NH3比的浓度与上表中相同的为      （填选项字母）。
A．a=l、b=3．c=0        B．a=4、b=12、c=0
C．a=0、b=0．c=4       D．a=l、b=3、c=2
（2）另据报道，常温、常压下，N2在掺有少量氧化铁的二氧化钛催化剂表面能与水发生反应，生成NH3和O2。已知：H2的燃烧热ΔH=-286kJ/mol，则陪制NH3反应的热化学方程式为        。
（3）采用高质子导电性的SCY陶瓷（能传递H'），通过电解法也可合成氨，原理为：
N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)。在电解法合成氨的过程申，应将N2不断地通入  ___极，该电极反应式为                      。

（1）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：

写出该反应的热化学方程式：________________。
（2）二甲醚(CH3OCH3)是无色气体，可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量的CO2)直接制备二甲醚，其中的主要过程包括以下四个反应：
甲醇合成反应：
(ⅰ)CO(g)＋2H2(g)=CH3OH(g)ΔH1＝－90.1 kJ·mol－1
(ⅱ)CO2(g)＋3H2(g)=CH3OH(g)＋H2O(g)ΔH2＝－49.0 kJ·mol－1
水煤气变换反应：
(ⅲ)CO(g)＋H2O(g)=CO2(g)＋H2(g)ΔH3＝－41.1 kJ·mol－1
二甲醚合成反应：
(ⅳ)2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)＋H2O(g)ΔH4＝－24.5 kJ·mol－1
由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为_______________。
根据化学反应原理，分析增加压强对直接制备二甲醚反应的影响_________________。

一定条件下，在体积为3 L的密闭容器中反应：CO（g）+ 2H2（g）CH3OH（g）达到化学平衡状态。
（1）该反应的平衡常数表达式K=                 ；根据下图，升高温度，K值将       （填“增大”、“减小”或“不变”）。

（2）500℃时，从反应开始到达到化学平衡，以H2的浓度变化表示的化学反应速率是  （用nB、tB表示）。
（3）判断该可逆反应达到化学平衡状态的标志是      （填字母）。
a、CO、H2、CH3OH的浓度均不再变化
b、混合气体的密度不再改变
c、混合气体的平均相对分子质量不再改变
d、v生成（CH3OH）= v消耗（CO）
（4）300℃时，将容器的容积压缩到原来的1/2，在其他条件不变的情况下，对平衡体系产生的影响是       （填字母）。
a、c（H2）减少
b、正反应速率加快，逆反应速率减慢
c、CH3OH 的物质的量增加
d、重新平衡时c（H2）/ c（CH3OH）减小
（5）根据题目有关信息，请在右下坐标图中标示出该化学反应过程的能量变化（标明信息）。

（6）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为：2CH3OH +3O2+4OH- = 2CO32- + 6H2O，该电池中负极上的电极反应式是：2CH3OH–12e－+16OH－＝ 2CO32－+ 12H2O ，则正极上发生的电极反应为：                                              。

恒温恒容条件下,硫可以发生如下转化,其反应过程和能量关系如图1所示。已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)　
ΔH="-196.6" kJ/mol。
  
请回答下列问题:
(1)写出能表示硫的燃烧热的热化学方程式:                   。
(2)ΔH2=　　　　　　　　　　。
(3)恒温恒容时,1 mol SO2和2 mol O2充分反应,放出热量的数值比∣ΔH2∣　　　　(填“大”、“小”或“相等”)。
(4)将Ⅲ中的混合气体通入足量的NaOH溶液中消耗NaOH的物质的量为　　　　,若溶液中发生了氧化还原反应,则该过程的离子方程式为　                                                   。
(5)恒容条件下,下列措施中能使n(SO3)/ n(SO2)增大的有　　　　。
a.升高温度
b.充入He气
c.再充入1 mol SO2(g)和1 mol O2(g)
d.使用催化剂
(6)某SO2(g)和O2 (g)体系,时间t1达到平衡后,改变某一外界条件,反应速率v与时间t的关系如图2所示,若不改变SO2(g)和O2 (g)的量,则图中t4时引起平衡移动的条件可能是　　　　;图中表示平衡混合物中SO3的含量最高的一段时间是　　　　。

能源危机是当前全球问题，开源节流是应对能源危机的重要举措。
(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是________(填序号)。
a．大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b．大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c．开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
d．减少资源消耗，增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们燃烧氧气不足时生成一氧化碳，充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。

①在通常状况下，金刚石和石墨中________(填“金刚石”或“石墨”)更稳定，石墨的燃烧热为________。
②12 g石墨在一定量空气中燃烧，生成气体36 g，该过程放出的热量________。
(3)已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ·mol－1、497 kJ·mol－1。
N2(g)＋O2(g)=2NO(g)　ΔH＝180.0 kJ·mol－1。
NO分子中化学键的键能为________kJ·mol－1。
(4)综合上述有关信息，请写出CO和NO反应的热化学方程式_________________________________。

能源的开发利用与人类社会的可持续发展息息相关。
Ⅰ.已知：Fe2O3（s）＋3C（s）=2Fe（s）＋3CO（g）
ΔH1＝a kJ·mol－1
CO（g）＋O2（g）=CO2（g）　    ΔH2＝b kJ·mol－1
4Fe（s）＋3O2（g）=2Fe2O3（s）　 ΔH3＝c kJ·mol－1
则C的燃烧热ΔH＝________kJ·mol－1。
Ⅱ.（1）依据原电池的构成原理，下列化学反应在理论上可以设计成原电池的是________（填序号）。
A．C（s）＋CO2（g）=2CO（g）
B．NaOH（aq）＋HCl（aq）=NaCl（aq）＋H2O（l）
C．2H2O（l）=2H2（g）＋O2（g）
D．2CO（g）＋O2（g）=2CO2（g）
若以熔融的K2CO3与CO2为反应的环境，依据所选反应设计成一个原电池，请写出该原电池的负极反应：_____________________________________。
（2）某实验小组模拟工业合成氨反应N2（g）＋3H2（g）2NH3（g）　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1，开始他们将N2和H2混合气体20 mol（体积比1∶1）充入5 L合成塔中，反应前压强为P0，反应过程中压强用P表示，反应过程中与时间t的关系如图所示。

请回答下列问题：
①反应达平衡的标志是__________________________（填字母代号，下同）。
A．压强保持不变
B．气体密度保持不变
C．NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍
②0～2 min内，以c（N2）变化表示的平均反应速率为________________。
③欲提高N2的转化率，可采取的措施有_____________________________。
A．向体系中按体积比1∶1再充入N2和H2
B．分离出NH3
C．升高温度
D．充入氦气使压强增大
E．加入一定量的N2
（3）25℃时，BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×10－9和1×10－10，某含有BaCO3沉淀的悬浊液中，c（CO32-）＝0.2 mol·L－1，如果加入等体积的Na2SO4溶液，若要产生BaSO4沉淀，加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是________mol·L－1。

2013年初，雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤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）。在密闭容器中发生该反应时，c（CO2）随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线如图所示。

据此判断：
①该反应的ΔH________0（填“>”或“<”）。
②在T2温度下，0～2 s内的平均反应速率v（N2）＝________。
③当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若催化剂的表面积S1>S2，在上图中画出c（CO2）在T1、S2条件下达到平衡过程中的变化曲线。
④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。
①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。
例如：CH4（g）＋2NO2（g）=N2（g）＋CO2（g）＋2H2O（g）　ΔH1＝－867 kJ·mol－1
2NO2（g）N2O4（g）　ΔH2＝－56.9 kJ·mol－1
写出CH4（g）催化还原N2O4（g）生成N2（g）、CO2（g）和H2O（g）的热化学方程式：__________________________________________________________________
②将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。如图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂b表面发生的电极反应式为_______________________________________。

③常温下，0.1 mol·L－1的HCOONa溶液pH为10，则HCOOH的电离常数Ka＝________。

（15分）资源化利用二氧化碳不仅可减少温室气体的排放，还可重新获得燃料或重要工业产品。
（1）以CO2与NH3为原料可合成化肥尿素[CO(NH2)2]。已知：
①2NH3（g）＋ CO2（g）＝ NH2CO2NH4（s）    △H ＝ -159.47 kJ·mol-1
②NH2CO2NH4（s）＝ CO(NH2)2（s）＋ H2O（g） △H ＝ +116.49 kJ·mol-1
③H2O（l）＝ H2O（g） △H ＝+88.0 kJ·mol-1
试写出NH3和CO2合成尿素和液态水的热化学方程式                           。
（2）在一定条件下，二氧化碳转化为甲烷的反应如下：
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)  ΔH＜0
①向一容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量的CO2和H2，在300℃时发生上述反应，达到平衡时各物质的浓度分别为CO2：0.2mol·L—1，H2：0.8mol·L—1，CH4：0.8mol·L—1，H2O：1.6mol·L—1，起始充入CO2和H2的物质的量分别为         、          。CO2的平衡转化率为              。
②现有两个相同的恒容绝热（与外界没有热量交换）密闭容器I、II，在I中充入1 molCO2,和4 molH2，在II中充入1 mol CH4和2 mol H2 O(g) ，300℃下开始反应。达到平衡时，下列说法正确的是                （填字母）。

A．容器I、II中正反应速率相同
B．容器I、II中CH4的物质的量分数相同
C．容器I中CO2的物质的量比容器II中的多
D．容器I中CO2的转化率与容器II中CH4的转化率之和小于1
（3）华盛顿大学的研究人员研究出一种方法，可实现水泥生产时CO2零排放，其基本原理如图所示：

①上述生产过程的能量转化方式是       。
②上述电解反应在温度小于900℃时进行碳酸钙先分解为CaO和CO2，电解质为熔融碳酸钠，则阳极的电极反应式为               ，阴极的电极反应式为                          。

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