题目内容

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　______________________。 

(1)A(2)A(3)放热反应(4)Cl2
(5)能　元素的非金属性越强,生成的氢化物越稳定,反应放出的能量就越多

解析

练习册系列答案
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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:                                              。

到目前为止，由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。
(1)化学反应中放出的热能(焓变，ΔH)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。
已知：H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g)　ΔH＝－185 kJ/mol，断裂1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ，断裂1 mol Cl—Cl键吸收的能量为247 kJ，则形成1 mol H—Cl键放出的能量为       。
(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知：
①CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(l) ΔH＝－890.3 kJ·mol－1
②C(s，石墨)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393.5 kJ·mol－1
③ 2H2(g)＋O2(g)=2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ·mol－1
标准状态下22.4 L氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧反应放出588.05 kJ的热量，原混合气体中氢气的质量是       。根据以上三个热化学方程式，计算C(s，石墨)＋2H2(g)=CH4(g)的反应热ΔH为           。

氨的工业合成工艺的成熟推动了人类文明的进步,不少科技工作者为了寻找廉价的氨的制备方法,进行了前赴后继的探索性工作。请回答下列各题:
用氢气和氮气合成氨是一个可逆反应,化学方程式如下:N2+3H22NH3。已知,在常温下,1 g H2完全转化为NH3,放出的热量为15.4 kJ。
(1)请写出该反应的热化学方程式　。 
(2)如果一个反应的ΔH-TΔS<0,则该反应能够自发进行。已知该反应的ΔS="-198.2" J·K-1·mol-1。则上述氨气的合成反应在常温下　　　　(填“能”或“不能”)自发进行。 

氢气、甲醇是优质的清洁燃料，可制作燃料电池。
（1）已知：①=mol
②=mol 
③=mol
写出甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式                      。
（2）生产甲醇的原料CO和H2来源于下列反应：

①一定条件下的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则          (填“<”、“>”或“="，下同)；A、B、C三点处对应平衡常数()的大小关系为          ；

②100℃时，将1 mol 和2 mol 通入容积为1L的定容密闭容器中发生反应，能说明该反应已经达到平衡状态的是            (填序号)。
a．容器的压强恒定
b．单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 molH2
c．容器内气体密度恒定
d．
如果达到平衡时的转化率为0．5，则100℃时该反应的平衡常数K=           。
（3）某实验小组利用CO(g)、、KOH(aq)设计成如图b所示的电池装置，则该电池负极的电极反应式为            。

对含氮物质的研究和利用有着极为重要的意义。
（1）N2、O2和H2相互之间可以发生化合反应，已知反应的热化学方程式如下：
N2(g)+O2(g)=2NO(g)     H=+180．5kJ·mol-1；
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   H =-483．6 kJ·mol-1；
N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)   H =-92．4 kJ·mol-1。
则氨的催化氧化反应的热化学方程式为                。
（2）汽车尾气净化的一个反应原理为：2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)  H<0。
一定温度下，将2．8mol NO、2．4mol CO通入固定容积为2L的密闭容器中，反应过程中部分物质的物质的量变化如图所示。

①NO的平衡转化率为   ，0~20min平均反应速率v(NO)为             。25min时，若保持反应温度不变，再向容器中充入CO、N2各0．8 mol，则化学平衡将         移动(填“向左”、“向右”或“不”)。
②若只改变某一反应条件X，反应由原平衡I达到新平衡II，变量Y的变化趋势如下图所示。下列说法正确的是      (填字母代号)。

催化剂

 

（3）某化学小组拟设计以N2和H2为电极反应物，以HCl—NH4Cl为电解质溶液制成燃料电池，则该电池的正极反应式为                 。假设电解质溶液的体积不变，下列说法正确的是         (填字母代号)。
a．放电过程中，电解质溶液的pH保持不变
b．溶液中的NH4Cl浓度增大，但Cl-离子浓度不变
c．每转移6．021023个电子，则有标准状况下11．2L电极反应物被氧化
d．为保持放电效果，电池使用一段时间需更换电解质溶液

甲烷作为一种新能源在化学领域应用广泛，请回答下列问题：
(1)高炉冶铁过程中，甲烷在催化反应室中产生水煤气(CO和H2)还原氧化铁，有关反应为：CH4(g)＋CO2(g)=2CO(g)＋2H2(g)　ΔH＝260 kJ·mol－1
已知：2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)　ΔH＝－566 kJ·mol－1
则CH4与O2反应生成CO和H2的热化学方程式为_____________________；
(2)如下图所示，装置Ⅰ为甲烷燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)，通过装置Ⅱ实现铁棒上镀铜。

①a处应通入________(填“CH4”或“O2”)，b处电极上发生的电极反应式是________；
②电镀结束后，装置Ⅰ中溶液的pH________(填写“变大”“变小”或“不变”，下同)，装置Ⅱ中Cu2＋的物质的量浓度________；
③电镀结束后，装置Ⅰ溶液中的阴离子除了OH－以外还含有________(忽略水解)；
④在此过程中若完全反应，装置Ⅱ中阴极质量变化12.8 g，则装置Ⅰ中理论上消耗甲烷________L(标准状况下)。

碳和碳的化合物广泛的存在于我们的生活中。
（1）根据下列反应的能量变化示意图，2C(s) +O2(g) =2CO(g) △H=           。

（2）在体积为2L的密闭容器中，充人1 mol CO2和3mol H，一定条件下发生反应： CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)  △H<O测得CO2(g)和CH3OH(g)的物质的量随时间变化的曲线如图所示：

①从反应开始到平衡，H2O的平均反应速率v(H2O)=             。
②下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是        （填编号）。
A．升高温度  B．将CH3OH（g）及时液化移出
C．选择高效催化剂  D．再充入l mol CO2和4 mol H2
（3）CO2溶于水生成碳酸。已知下列数据：

弱电解质
H2CO3
NH3．H2O
电离平衡常数（ 25℃）
Ka1 = 4．30 × 10一7  Ka2= 5．61× 10一11
Kb = 1．77× 10一5
 
现有常温下1 mol·L－1的( NH4)2CO3溶液，已知：水解的平衡常数Kh=Kw/Kb，
第一步水解的平衡常数Kh=Kw/Ka2。
①判断该溶液呈     （填“酸”、“中”、 “碱”）性，写出该溶液中发生第一步水解的离子方程式               。
②下列粒子之间的关系式，其中正确的是                              。
A．
B．
C．
D．
（4）据报道，科学家在实验室已研制出在燃料电池的反应容器中，利用特殊电极材料以CO和O2为原料做成电池。原理如图所示：通入CO的管口是    （填“c”或“d”），写出该电极的电极反应式：                          。

根据下列条件计算有关反应的焓变：
（1）已知：Ti(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)ΔH＝－804．2 kJ·mol－1
2Na(s)＋Cl2(g)=2NaCl(s)　ΔH＝－882．0 kJ·mol－1
Na(s)=Na(l)　ΔH＝＋2．6 kJ·mol－1
则反应TiCl4(l)＋4Na(l)=Ti(s)＋4NaCl(s)的ΔH＝________ kJ·mol－1。
（2）已知下列反应数值：

反应序号
化学反应
反应热
①
Fe2O3(s)＋3CO(g)= 2Fe(s)＋3CO2(g)
ΔH1＝－26．7 kJ·mol－1
②
3Fe2O3(s)＋CO(g)=2Fe3O4(s)＋CO2(g)
ΔH2＝－50．8 kJ·mol－
③
Fe3O4(s)＋CO(g)=3FeO(s)＋CO2(g)
ΔH3＝－36．5 kJ·mol－1
④
FeO(s)＋CO(g)=Fe(s)＋CO2(g)
ΔH4
 
则反应④的ΔH4＝____________ kJ·mol－1。

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