题目内容

根据下列反应的焓变，计算C（石墨）与H2（g）反应生成1molC2H2（g）的焓变（△H）。
C（石墨）+  O2（g）=CO2（g） △H1="a"  kJ·mol－1
2H2（g）+O2（g）=2H2O（l） △H2="b"  kJ·mol－1
2C2H2（g）+5O2（g）=4CO2（g）+2H2O（l）△H3="c" kJ·mol－1
△H=                                    。
△H＝2a+b/2-c/2 kJ·mol－1

试题分析：根据盖斯定律可知，①×2＋②÷2－③÷2即得到反应2C（石墨）＋H2（g＝C2H2（g），则该反应的△H＝2a+b/2-c/2 kJ·mol－1。
点评：该题是基础性试题的考查，也是高考中的常见题型和考点。该题的关键是利用好盖斯定律，有利于培养学生的逻辑推理能力和规范的答题能力。
练习册系列答案
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(I某氮肥厂氨氮废水中的氮元素多以NH4+和NH3·H2O的形式存在。在微生物作用下，NH4+经过两步反应被氧化成NO3-，两步反应的能量变化示意图如下:

（1）1 mo1NH4+(aq)全部氧化成NO3-(aq)的热化学方程式是   _                    。
（2）在一定条件下，向废水中加入CH3OH，将HNO3还原成 N2，若该反应消耗32gCH3OH转移6mol电子，则参加反应的还原剂和氧化剂的物质的量之比是_          。
(B)超音速飞机在平流层飞行时，尾气中的NO会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术
将尾气中的NO和CO转变成CO2和N2，化学方程式如下:2NO十2CO2CO2+ N2 △H
某温度下用气体传感器测得不同的时间的NO和CO浓度如下表:

请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
（1）在上述条件下反应能够自发进行，则反应的△H  0(填写“>”、“<”、“=”)
（2）在该温度下，反应的平衡常数K=              (只写出计算结果);
（3）某同学设计了三组实验，分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律，
部分实验条件如下表:

该同学画出了表中三个实验条件下，混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图，请在图上标明各条曲线的实验编号;
金属铁用途广泛，高炉炼铁的总反应为：Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g），请回答下列问题：
（1）一定温度下，在体积固定的密闭容器中发生上述反应，可以判断该反应已经达到平衡的是     。
A．密闭容器中总压强不变
B．密闭容器中混合气体的平均摩尔质量不变
C．密闭容器中混合气体的密度不变
D．c（CO）= c（CO2）
E．Fe2O3的质量不再变化
（2）一定温度下，上述反应的化学平衡常数为3.0，该温度下将4molCO、2molFe2O3、6molCO2、5molFe加入容积为2L的密闭容器中，此时反应将向      反应方向进行（填“正”或“逆”或“处于平衡状态”）；反应达平衡后，若升高温度，CO与CO2的体积比增大，则正反应为      反应（填“吸热”或“放热”） 。
（3）已知：3Fe2O3（s）+CO（g）2Fe3O4（s）+CO2（g） △H="–47" kJ/mol
Fe3O4（s）+CO（g）3FeO（s）+CO2（g）   △H=" +19" kJ/mol
FeO（s）+CO（g）Fe（s）+CO2（g）      △H="–11" kJ/mol
则Fe2O3（s）+3CO（g）2Fe（s）+3CO2（g）的△H=            。
（4）上述总反应在高炉中大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表：
温度
 250℃ ～  600℃ ～  1000℃ ～  2000℃
主要成分
      Fe2O3        Fe3O4          FeO            Fe
 
800℃时固体物质的主要成分为         ，该温度下若测得固体混合物中m(Fe)︰m(O)=105︰32，则Fe3O4被CO还原为FeO的百分率为            （设其它固体杂质中不含Fe、O元素）。
氢气是一种清洁、高效的新型能源。
I.用甲烷制取氢气的反应分为两步，其能量变化如下图所示：

（1）甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式是           。
II.在容积为1L的密闭容器内，加入0.1molCO和0.1molH2O，在催化剂存在的条件下高温加热使其反应。测得CO2的浓度随时间变化的图像如图：

（2）在该温度下，从反应开始至达到平衡时，CO的平均反应速率为              ；
（3）该温度下，此反应的化学平衡常数为（可以用分数表示）       ；
（4）下列改变中，能使平衡向正反应方向移动的是      。
A．升高温度B．增大压强
C．增大H2O（g）的浓度D．减少CO2（g）的浓度
（5）保持温度不变，若起始时c(CO)=1mol·L-1 , c(H2O)="2" mol·L-1，反应进行一段时间后，测得H2的浓度为0.4 mol·L-1。通过计算，判断此时该反应进行的方向并说明理由                          。
图a是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，图b是反应中的CO和NO的浓度随时间变化的示意图。根据图意回答下列问题：
        
a                                           b
(1)写出NO2和CO反应的热化学方程式        。
(2)从反应开始到平衡，用NO2浓度变化表示平均反应速率v(NO2)＝       。
(3)此温度下该反应的平衡常数K=       ；温度降低，K       （填“变大”、“变小”或“不变”）
(4)若在温度和容积相同的三个密闭容器中，按不同方式投入反应物，测得反应达到平衡吋的有关数据如下表：
容 器
甲
乙
丙
反应物投入量
1 mol NO2
1 mol CO
2 mol NO
2 mol CO2
1 mol NO2、1 mol CO
1 mol NO、1 mol CO2
平衡时c(NO) /mol·L-1
1.5
3
m
能量变化
放出a kJ
吸收b kJ
放出c kJ
CO或NO的转化率
α1
α2
α3
则：α1+α2=       ， a+b/2=        ,m=       
已知 1mol白磷转化为红磷时放出 18.39 kJ的热量。在下列两个反应中：
4P（白、s）+ 5O2（g）=2P2O5（s）；ΔH =" -" a kJ/mol（a > 0）
4P（红、s）+ 5O2（g）=2P2O5（s）；ΔH =" -" b kJ/mol（b> 0），则a 和 b 的关系为
A．a < bB．a = b
C．a > bD．无法确定
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02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 <2oCaO <38SrO<56BaO.原因是              .
（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:            .
已知拆开1mol H－H键、1molN≡N和1mol N—H键分别需要的能量是436kJ、   948kJ、391 kJ。则N2、H2合成NH3的热化学方程式为：                  。
过度排放CO2会造成“温室效应”，科学家正在研究如何将CO2转化为可利用的
资源。目前工业上有一种方法是用CO2来生产燃料甲醇。为探究反应原理，现进行如下实验，
在1 L固定体积的密闭容器中，充入1 mol CO2和3 mol H2，一定条件下发生反应：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)   ΔH>0，经测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

(1)从反应开始到平衡，CO2的平均反应速率v(CO2)=                    ；
(2)该反应的平衡常数表达式K=                      ；
(3)能判断该反应是否达到化学平衡状态的依据是      （多选扣分）；
a．容器中压强不变                  b．v正(H2)＝v逆(H2O)
c．混合气体中c(H2O)不变        d．c(CO2)＝c(CH3OH)
(4)下列措施中能使化学平衡向正反应方向移动的是       （填字母）。
a．升高温度                   b．将CH3OH(g)及时液化抽出
c．选择高效催化剂             d．再充入H2O(g)

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