题目内容

为了合理利用化学能，确保安全生产，化工设计需要充分考虑化学反应的焓变，并采取相应措施。化学反应的焓变通常用实验进行测定，也可进行理论推算。
(1)实验测得，1 g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水释放出22.7 kJ的热量，试写出甲醇燃烧的热化学方程式__________________________________
(2)已知反应CH3—CH3(g)―→CH2=CH2(g)＋H2(g)，有关化学键的键能如下。

化学键
C—H
C=C
C—C
H—H
键能/kJ·mol－1
414.4
615.3
347.4
435.3
 
试计算该反应的反应热___________________________
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行理论推算。试依据下列热化学方程式，计算反应2C(s)＋2H2(g)＋O2(g)=CH3COOH(l)的焓变ΔH＝________。
①CH3COOH(l)＋2O2(g)=2CO2(g)＋2H2O(l)　ΔH1＝－870.3 kJ·mol－1
②C(s)＋O2(g)=CO2(g)　ΔH2＝－393.5 kJ·mol－1
③H2(g)＋1/2O2(g)=H2O(l)
ΔH3＝－285.8 kJ·mol－1

(1)2CH3OH(l)＋3O2(g)=2CO2(g)＋4H2O(l)
　ΔH＝－1 452.8 kJ·mol－1
(2)＋125.6 kJ·mol－1
(3)－488.3 kJ·mol－1

解析

练习册系列答案
相关题目

（14分）
Ⅰ.氯碱工业中常用离子交换膜法电解制碱（如图1所示）。

　（1）写出图1中阴极的电极反应式                   。
　（2）已知阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过。工业上若用图2装置电解饱和Na2SO4溶液来生产纯净的NaOH和H2SO4，则该装置最主要的缺陷是                。

Ⅱ.辉钼矿(MoS2)是一种重要的矿物。图3是辉钼矿多层焙烧炉的示意图，其中1，2，3，…是炉层编号。580，600，610，…是各炉层的温度（℃）。图4给出了各炉层固体物料的物质的量百分含量。                                  
已知：MoS2焙烧生成1molMoO3的反应热△H1=-1011KJ/mol；MoO2氧化生成1molMoO3的反应热△H2=-154KJ/mol。试回答：

（1）验证辉钼矿焙烧生成的气体是SO2而不是SO3的方法是                     。
（2）辉钼矿焙烧生成的气体能使硫酸酸化的KMnO4溶液褪色，用化学方程式表示褪色的原因                                                                      。
（3）第6炉层存在的固体物质分别是MoS2、MoO3、MoO2，则它们的物质的量之比为                        。
（4）图4表明，中间炉层（4～6）可能存在一种“固体+固体→固体+…”的反应，请写出该反应的热化学反应方程式                                                 。

氨的合成是最重要的化工生产之一。
I．工业上合成氨用的H2有多种制取的方法：
① 用焦炭跟水反应：      C(s）+ H2O(g)CO(g）+ H2(g)；
② 用天然气跟水蒸气反应：CH4(g）+ H2O(g） CO (g)+ 3H2(g)
已知有关反应的能量变化如下图，则方法②中反应的ΔH =__________    ___。

Ⅱ．在3个1L的密闭容器中，同温度下、使用相同催化剂分别进行反应：
3H2(g）+ N2(g）2NH3(g)，按不同方式投入反应物，保持恒温、恒容，反应达到平衡时有关数据为：

容 器
 		甲
 		乙
 		丙
 
反应物投入量
 		3 mol H2、2 mol N2
 		6 mol H2、4mol N2
 		2 mol NH3
 
达到平衡的时间（min）
 		         t
 		5
 		8
 
平衡时N2的浓度（mol·L-1）
 		c1
 		3
 		 
 
N2的体积分数
 		ω1
 		ω2
 		ω3
 
混合气体密度（g·L-1）
 		ρ1
 		ρ2
 		 
 
 
(1）下列能说明该反应已达到平衡状态的是
a．容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1︰3︰2
b．v（N2）正＝3v（H2）逆
c．容器内压强保持不变
d．混合气体的密度保持不变
(2）甲容器中达到平衡所需要的时间t     5min (填>、< 或=)
(3）乙中从反应开始到平衡时N2的平均反应速率       （注明单位）。
(4）分析上表数据，下列关系正确的是________．
a．2c1 =3mol/L         b．ω1 = ω2            c．2ρ1 = ρ2    
(5）该温度下，容器乙中，该反应的平衡常数K=____  __（用分数表示）（mol/L）－2。

研究表明丰富的CO2完全可以作为新碳源，解决当前应用最广泛的碳源(石油和天然气)到本世纪中叶将枯竭的危机，同时又可缓解由CO2累积所产生的温室效应，实现CO2的良性循环。
（1）目前工业上有一种方法是用CO2和H2在230℃催化剂条件下转化生成甲醇蒸汽和水蒸气。下图表示恒压容器中0.5 mol CO2和1.5 mol H2转化率达80%时的能量变化示意图。

①写出该反应的热化学方程式：                      。
②能判断该反应达到化学平衡状态的依据是    。
a．容器中压强不变         b．H2的体积分数不变
c．c(H2)=3c(CH3OH)        d．容器中密度不变
e．2个C＝O断裂的同时有6个H－H断裂。
（2）人工光合作用能够借助太阳能，用CO2和H2O制备化学原料．下图是通过人工光合作用制备HCOOH原理的示意图。根据要求回答问题：

①该过程是将           转化为           。(以上两空选填“电能”“太阳能”“化学能”)
②催化剂b表面的电极反应方程式为                                     。
（3）某国科研人员提出了使用氢气和汽油（汽油化学式用C8H18表示）混合燃料的方案，以解决汽车CO2的排放问题。该方案主要利用储氢材料CaH2产生H2和用汽油箱贮存汽油供发动机使用，储氢系统又捕集汽油燃烧产生的CO2，该系统反应如下图所示：

解决如下问题：
①写出CaH2的电子式                     。
②反应1中氧化剂与还原剂的物质的量之比是：             。
③如该系统反应均进行完全，试写出该系统总反应的化学方程式                。

氨是重要的化工产品和化工原料。
（1）氨的电子式是                。
（2）已知：

①合成氨的热化学方程式是   。
②降低温度，该反应的化学平衡常数K           ．（填“增大”、“减小’’或“不变”）。
（3）有人设想以N2和H2为反应物，以溶有A的稀盐酸为电解质溶液，可制造出既能提供电能，又能固氮的新型燃料电池，装置如图l所示。
电池正极的电极反应式是                        ，A是              。

（4）用氨合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2（l）+ H2O(g)。工业生产时，原料气带有水蒸气。图2表示CO2的转化率与氨碳比、水碳比的变化关系。
①曲线I、II、III对应的水碳比最大的是                    。
②测得B点氨的转化率为40%，则x1                   。

四氯化钛(TiCl4)是制取航天航空工业材料——钛合金的重要原料。由钛铁矿(主要成分是FeTiO3)制备TiCl4等产品的一种工艺流程示意图如下：

(1)往①中加入铁屑至浸出液显紫色，此时溶液仍呈强酸性。该过程中有如下反应发生：
Fe＋2Fe3＋=3Fe2＋
2TiO2＋(无色)＋Fe＋4H＋=2Ti3＋(紫色)＋Fe2＋＋2H2O
Ti3＋(紫色)＋Fe3＋＋H2O=TiO2＋(无色)＋Fe2＋＋2H＋
加入铁屑的作用是                                                          。
(2)在②→③工艺过程中需要控制条件以形成TiO2·nH2O溶胶，该溶胶的分散质颗粒直径大小在       范围。
(3)若把③中制得的固体TiO2·nH2O用酸清洗除去其中的杂质，还可制得钛白粉。已知25 ℃时，Ksp[Fe(OH)3]＝2.79×10－39，该温度下反应Fe(OH)3＋3H＋Fe3＋＋3H2O的平衡常数K＝       。
(4)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④中TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式：               。
(5)上述工艺具有成本低、可用低品位矿物为原料等优点。依据绿色化学理念，该工艺流程中存在的不足之处是                 (只要求写出一项)。
(6)依据下表信息，要精制含少量SiCl4杂质的TiCl4，可采用       方法。

 
TiCl4
SiCl4
熔点/℃
－25.0
－68.6
沸点/℃
136.4
57.6
 

利用N2和H2可以实现NH3的工业合成，而氨又可以进一步制备硝酸，在工业上一般可进行连续生产。请回答下列问题：
（1）已知：N2(g)+O2(g) = 2NO(g)           △H=+180．5kJ/mol
N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)    △H=－92．4kJ/mol
2H2(g)+O2(g) = 2H2O(g)         △H=－483．6kJ/mol
写出氨气经催化氧化完全生成一氧化氮气体和水蒸气的热化学方程式为
           。
（2）某科研小组研究：在其他条件不变的情况下，改变起始物氢气的物质的量对N2(g)+3H2(g)2NH3(g)反应的影响。
实验结果如图所示：

（图中T表示温度，n表示物质的量）
①图像中T2和T1的关系是：T2           T1（填“高于”“低于”“等于”“无法确定”）
②比较在a、b、c三点所处的平衡状态中，反应物N2 的转化率最高的是（填字母）。                     。
③若容器容积为1L，在起始体系中加入1mol N2 ，n=3mol反应达到平衡时H2的转化率为60%，则此 条件下（T2），反应的平衡常数K=               。保持容器体积不变，再向容器中加入1mol N2，3mol H2反应达到平衡时，氢气的转化率将
（填“增大”、“减”或“不变”）。
（3）N2O5是一种新型硝化剂，其性质和制备受到人们的关注。
①一定温度下，在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应：
2N2O5(g)4NO2(g)＋O2(g) ΔH＞0下表为反应在T1温度下的部分实验数据

t/s
0
50
100
c(N2O5)/mol·L—1
5．0
3．5
2．4
 
则50s内NO2的平均生成速率为                    。
②现以H2、O2、熔融盐Na2CO3组成的燃料电池，采用电解法制备N2O5，装置如图所示，其中Y为CO2。

写出石墨I电极上发生反应的电极反应式                              。
在电解池中生成N2O5的电极反应式为                                 。

已知化学能与其他形式的能可以相互转化。填写下表的空白:

化学反应方程式(例子)
 		能量转化形式
 
①
 		由化学能转化为热能
 
②Pb+PbO2+2H2SO42PbSO4+2H2O
 		 
 
③CaCO3CaO+CO2↑
 		 
 
 
上述反应中属于氧化还原反应的是(填序号)　。 

中科院大气研究所研究员张仁健课题组与同行合作，对北京地区PM2.5化学组成及来源的季节变化研究发现，北京PM2.5有6个重要来源，其中，汽车尾气和燃煤分别占4%、18%

（1）用于净化汽车尾气的反应为：2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)，已知该反应在570K时的平衡常数为1×1059，但反应速率极慢。下列说法正确的是：________

A．装有尾气净化装置的汽车排出的气体中不再含有NO或CO
B．提高尾气净化效率的常用方法是升高温度
C．增大压强，上述平衡右移，故实际操作中可通过增压的方式提高其净化效率
D．提高尾气净化效率的最佳途径是使用高效催化剂
（2）CO对人类生存环境的影响很大，CO治理问题属于当今社会的热点问题。镍与CO反应的化学方程式为Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)，镍与CO反应会造成镍催化剂中毒。为防止镍催化剂中毒，工业上常用SO2除去CO，生成物为S和CO2。已知相关反应过程的能量变化如图所示

则用SO2除去CO的热化学方程式为  _____________________________________。
（3）NH3催化还原氮氧化物（SCR）技术是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术。发生的化学反应是：2NH3(g)+NO(g)+NO2(g)2N2(g)+3H2O(g)△H＜0。为提高氮氧化物的转化率可采取的措施是（任意填一种）____________________。
（4）利用ClO2氧化氮氧化物反应过程如下：
 
反应Ⅰ的化学方程式是2NO+ClO2+H2O═NO2+HNO3+2HCl，反应Ⅱ的离子方程式是 ________________。若有11.2L N2生成（标准状况），共消耗NO _________________ g。
（5）工业废气中含有的NO2还可用电解法消除。用NO2为原料可制新型绿色硝化剂N2O5。制备方法之一是先将NO2转化为N2O4，然后采用电解法制备 N2O5，装置如图所示。 Pt乙为 _____极，电解池中生成N2O5的电极反应式是________________。

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网