题目内容

19．在25℃、101kPa下，0.1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热72.58kJ，下列热化学方程式正确的是（　　）
A．CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；△H=+725.8kJ/mol
B．2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）；△H=-1451.6kJ/mol
C．CH3OH（l）+3/2O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）；△H=-725.8kJ/mol
D．2CH3OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+4H2O（g）；△H=+1451.6kJ/mol

分析 A、根据反应吸时焓变值为正值，放热时焓变值为负值来分析；
B、根据热化学方程式的书写原则以及方程式系数的含义来分析；
C、根据甲醇燃烧时的用量和放出的热量之间的关系进行回答；
D、水的状态错误．

解答 解：A、反应吸热时焓变值为正值，放热时焓变值为负值，甲醇燃烧是放热反应，故△H＜0，故A错误；
B、0.1mol甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热72.58kJ，则2mol甲醇即2mol甲醇燃烧放的热量为1451.6kJ，根据热化学方程式的书写方法写出为：2CH3OH（l）+3O2（g）2CO2（g）+4H2O（l）△H=-1451.6kJ/mol，水的状态错误，故B错误；
C、1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，则32g甲醇即1mol甲醇燃烧放的热量为725.8kJ，热化学方程式为CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.8 kJ•mol-1，故C正确；
D、2CH3OH（l）+3O2（g）=2 CO2（g）+4H2O（l）△H=-1451.6 kJ•mol-1，水的状态错误，故D错误；
故选C．

点评 本题主要考查学生热化学方程式的书写方法及系数的含义，注意焓变的正负和单位问题，该题型是考试的热点．

练习册系列答案
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5．1913年，德国化学家哈伯实现了合成氨的工业化生产，被称作解救世界粮食危机的化学天才．现将lmolN2和3molH2投入1L的密闭容器，在一定条件下，利用反应：模拟哈伯合成氨的工业化生产．当改变某一外界条件（温度或压强）时，NH3的体积分数ψ（NH3）变化趋势如图所示．
回答下列问题：
（1）已知：① 
②
则反应的△H=2△H1+△H2，（用含△H1、△H2的代数式表示）．
（2）合成氨的平衡常数表达式为$\frac{{c}^{2}（N{H}_{3}）}{c（{N}_{2}）×{c}^{3}（{H}_{2}）}$，平衡时，M点NH3的体积分数为10%，则N2的转化率为18%（保留两位有效数字）
（3）X轴上a点的数值比b点小（填“大”或“小”）．上图中，Y轴表示温度（填“温度”或“压强”），判断的理由是随Y值增大，φ（NH3）减小，平衡N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H＜0向逆反应方向移动，故Y为温度．
（4）若将1mol N2和3mol H2分别投入起始容积为1L的密闭容器中，实验条件和平衡时的相关数据如表所示：
容器编号实验条件平衡时反应中的能量变化
Ⅰ恒温恒容放热Q1kJ
Ⅱ恒温恒压放热Q2kJ
Ⅲ恒容绝热放热Q3kJ
下列判断正确的是AB．
A．放出热量：Ql＜Q2 B．N2的转化率：I＞III
C．平衡常数：II＞I       D．达平衡时氨气的体积分数：I＞II
（5）下列能提高N2的转化率的是C
A．升高温度             B．恒容体系中通入N2气体
C．分离出NH3            D．通入稀有气体He，使体系压强增大到原来的5倍
（6）常温下，向VmL amoI．L-l的稀硫酸溶液中滴加等体积bmol．L-l 的氨水，恰好使混合溶液呈中性，此时溶液中c（NH4+）＞c（S042-）（填“＞”、“＜”或“=”）．
（7）利用氨气设计一种环保燃料电池，一极通入氨气，另一极通入空气，电解质是掺杂氧化钇（Y2O3）的氧化锆（ZrO2）晶体，它在熔融状态下能传导O2-．写出负极的电极反应式2NH3+3O2--6e-=N2+3H2O．
10．（1）稀强酸、稀强碱反应生成1mol水时放出57.3kJ的热．
①实验室中可用稀盐酸和氢氧化钡稀溶液反应来测定中和热．请写出能表示该反应中和热的热化学方程式$\frac{1}{2}$Ba（OH）2（aq）+HCl （aq）═$\frac{1}{2}$BaCl2（aq）+H2O△H=-57.3 kJ/mol；
②分别取100mL 0.50mol/L盐酸与100mL 0.55mol/L NaOH溶液进行中和反应．通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热．假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1g/cm3，中和后生成溶液的比热容c=4.18J/（g•℃）．实验时，测得反应前盐酸与NaOH溶液的平均温度为21.5℃，反应后混合溶液的温度为24.9℃．
则实验测得的中和热△H=-56.8 kJ/mol（保留1位小数）
③如果用稀硫酸与氢氧化钡稀溶液反应来测定中和热，测得的反应放出的热与标准值有较大偏差，其原因可能是反应生成硫酸钡沉淀，沉淀生成过程中存在沉淀热，所以反应放出的热量大于57.3kJ，$\frac{1}{2}$Ba（OH）2（aq）+$\frac{1}{2}$H2SO4（aq）=$\frac{1}{2}$BaSO4（s）+H2O（l）△H＜-57.3KJ/mol．（用文字和必要的化学用语解释）
（2）在催化剂的作用下CH4还原NO可以得到三种产物（该条件下均为气体），利用此反应能消除环境污染物NO．理论上每消耗标况下22.4L NO就能放出290kJ的热．写出该反应的热化学方程式CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H=-1160 kJ•mol-1．
7．依据事实，写出下列反应的热化学方程式．
（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ．
则表示甲醇燃烧热的热化学方程CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.76 kJ•mol-1．
（2）同素异形体相互转化的反应热相当少而且转化速率较慢，有时还很不完全，测定反应热很困难，现在可根据盖斯定律进行计算．
已知：P4（固体，白磷）+5O2（气体）=P4O10（固体）△H=-2983.2kJ•mol-1    ①
P（固体，红磷）+$\frac{5}{4}$O2（气体）=$\frac{1}{4}$P4O10（固体）△H=-738.5kJ•mol-1     ②
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式P4（s，白磷）=4P（s，红磷）△H=-29.2KJ•mol-1．
14．（1）“天宫一号”于2011年9月在酒泉卫星发射中心发射，标志着我国的航空航天技术迈进了一大步．火箭的第一、二级发动机中，所用的燃料为偏二甲胼和四氧化二氮，偏二甲肼可用胼来制备．
①用肼（N2H4）为燃料，四氧化二氮做氧化剂，两者反应生成氮气和气态水．
已知：N2（g）+2O2（g）═N2O4（g）△H=10.7kJ•mol-1
N2H4（g）+O2（g）═N2（g）+2H2O（g）△H=-543kJ•mol-1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式为2N2H4（g）+N2O4（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1096.7kJ/mol．
②已知四氧化二氮在大气中或在较高温度下很难稳定存在，它很容易转化为二氧化氮．试推断由二氧化氮制取四氧化二氮的反应条件（或措施）：增大压强、降温．
（2）科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池，其效率更高，可用于航天航空．如图l所示装置中，以稀土金属材料做惰性电极，在两极上分别通入CH4和空气，其中固体电解质是掺杂了Y2O3的ZrO2固体，它在高温下能传导阳极生成的O2-离子（O2+4e-═2O2-）．
①c电极的名称为正极，d电极上的电极反应式为CH4-8e-+4O2-=CO2↑+2H2O．
②如图2所示电解l00mL0.5mol•L-1CuSO4溶液，a电极上的电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑．若a电极产生56mL（标准状况）气体，则所得溶液的pH=1（不考虑溶液体积变化），若要使电解质溶液恢复到电解前的状态，可加入ac（填序号）．
a． CuO    b．Cu（OH）2    c．CuCO3  d．Cu2（OH）2CO3．
4．火力发电厂释放出大量的氮氧化物（NOx）、二氧化硫和二氧化碳等气体会对环境造成严重影响．对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理，可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的．
（1）脱硝．利用甲烷催化还原NOx：
CH4（g）+4NO2（g）=4NO（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H1=-574kJ/mol
CH4（g）+4NO（g）=2N2（g）+CO2（g）+2H2O（g）△H2=-1160kJ/mol
则甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为CH4（g）+2NO2（g）=CO2（g）+2H2O（g）+N2（g）△H=-867 kJ/mol．
（2）脱碳．将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：
CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H3
①取五份等体积的CO2和H2的混合气体（物质的量之比均为1：3），分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中，发生上述反应，反应相同时间后，测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系曲线如图所示，则上述CO2转化为甲醇的反应热△H3＜0（填“＞”、“＜”或“=”），该反应的平衡常数表达式为$\frac{c（{CH}_{3}OH）•c{（H}_{2}O）}{c（{CO}_{2}）{•c}^{3}{（H}_{2}）}$．

②在一恒温恒容密闭容器中充入1mol CO2和3mol H2，进行上述反应．测得CO2和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示．

试回答：0～10min内，氢气的平均反应速率为0.225mol/（L•min）．第10min后，若向该容器中再充入1mol CO2和3mol H2，则再次达到平衡时CH3OH（g）的体积分数变大（填“变大”、“减少”或“不变”）．
（3）脱硫．
①有学者想利用如图所示装置用原电池原理将SO2转化为重要的化工原料，A、B是惰性电极．则电子流出的电极为A（用A或B表示），A极的电极反应式为SO2-2e-+2H2O=SO42-+4H+．

②某种脱硫工艺中将废气处理后，与一定量的氨气、空气反应，生成硫酸铵和硝酸铵的混合物，可作为化肥．硫酸铵和硝酸铵的水溶液pH＜7，其原因用离子方程式表示为NH4++H2O?NH3．H2O+H+；常温下，向一定物质的量浓度的硝酸铵溶液中滴加适量的氨水溶液，使溶液中的NO3-和NH4+的物质的量浓度相等，则溶液的pH=7（填写“＞”“=”或“＜”）．
11．按要求回答下列问题
（1）4g CO在氧气中燃烧生成CO2，放出 9.6kJ热量，写出CO燃烧的热化学方程式．2CO（g）+O2（g）=2CO2（g）△H=-134.4kJ•mol一1
（2）已知拆开1mol H-H键、1mol N-H键、1mol N≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ，则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ•mol-1．
（3）已知碳的燃烧热△H1=a kJ•mol-1    S（s）+2K（s）═K2S（s）△H2=b kJ•mol-1
2K（s）+N2（g）+3O2（g）═2KNO3（s）△H3=c kJ•mol-1
则S（s）+2KNO3（s）+3C（s）═K2S（s）+N2（g）+3CO2（g）△H=（3a+b-c）kJ•mol-1．
（4）已知：C（s）+O2（g）=CO2（g）△H=-437.3kJ•mol一1
          H2（g）+1/2O2（g）=H2O（g）△H=-285.8kJ•mol一1
          CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）△H=-283.0kJ•mol一1
写出煤气化（碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气）的热化学方程式C（s）+H2O（g）=CO2（g）+H2（g）△H=-131.5kJ•mol-1，计算10m3（标况）水煤气完全燃烧放出的热量为126964.7kJ （结果保留到小数点后一位）．
8．电子工业常用30%的FeCl3溶液腐蚀敷在绝缘板上的铜箔，制造印刷电路板．某工程师为了从使用过的腐蚀废液中回收铜，并重新获得氯化铁溶液，准备采用如图步骤：

（1）请写出上述实验中加入或生成的有关物质的化学式：
③Fe和Cu ④HCl⑤HCl和FeCl2 ⑥Cl2
（2）合并溶液通入⑥的离子反应方程式2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-．
（3）若向②中加入氢氧化钠溶液，其实验现象为先生成白色沉淀，迅速变为灰绿色，最后变为红褐色．
（4）若向废液中加入任意质量的①物质，下面对充分反应后的溶液分析合理的是D
A．若无固体等剩余，则溶液中一定有Fe3+
B．若有固体存在，则溶液中一定没有Cu2+
C．若溶液中有Cu2+，则一定没有固体析出
D．若溶液中有Fe3+，则一定还有Cu2+．
9．下列叙述不正确的是（　　）
A．常温下，10mL0.02 mol•L-1 HCl溶液与10mL0.02 mol•L-1 Ba（OH）2溶液充分混合，若混合后溶液的体积为20mL，则溶液的pH=11
B．在0.1 mol•L-1CH3COONa溶液中，c（OH-）=c（CH3COOH）+c（H+）
C．中和物质的量浓度与体积均相同的盐酸和醋酸溶液，消耗NaOH的物质的量相同
D．配制三氯化铁溶液时应将三氯化铁溶于浓盐酸，再加水稀释至所需浓度

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