题目内容

20．（1）用甲烷制氢是一种廉价的制氢方法．有关的热化学方程式如下：
CH4（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）?CO（g）+2H2（g）；△H=-36kJ/mol…①
CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）；△H=+216kJ/mol…②
①下列说法正确的是C、D．
A．2H2O（l）═2H2（g）+O2（g）△H=+504kJ/mol
B．当反应①中υ（CH4）正=υ（CO）正时，表明该反应达平衡状态
C．其它条件不变时，增大体系压强，反应①②中甲烷的转化率均减小
D．为维持恒定温度（不考虑热量损失），某反应器中同时发生反应①与②时，消耗甲烷的物质的量之比为6：1
②某温度下，在100L反应器中充入甲烷和水蒸汽的物质的量分别为100mol和300mol时，假定只发生反应CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）．当甲烷的转化率为0.5时，此时平衡常数为1.35．
（2）发蓝液是由NaNO3、NaNO2及NaOH配成的，在加热条件下，通过三步反应使铁表面生成一层致密的Fe3O4：
3Fe+NaNO2+5NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Na2FeO2+H2O+NH3↑…①；
8Fe+3NaNO3+5NaOH+2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Na2Fe2O4+3NH3↑…②；
以及第三步生成四氧化三铁．请补充第三步反应的方程式并配平：Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH．
（3）将固体草酸锰MnC2O4•2H2O放在一个可以称出质量的容器里加热．固体质量随温度的变化关系如图所示（质量单位为g）：则214℃时，剩余固体的成分为MnC2O4．（填化学式）；在280℃时，剩余固体的成分为MnO．（填化学式）

分析 （1）①A．由反应②-①可计算H2O（g）=H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）的△H，气态水的能量比液态水能量高；
B．速率之比等于化学方程式计量数之比，表明的是正反应速率之比；
C．反应均为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动；
D、维持恒定温度，吸收与放出的热量相等；
②CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
开始  1        3       0        0
转化  0.5     0.5      0.5     1.5
平衡  0.5     2.5      0.5     1.5
K为生成物浓度幂之积与反应物浓度幂之积的比；
（2）由①②及生成四氧化三铁可知，Na2FeO2、Na2Fe2O4发生反应；
（3）由图象中的数据可知，加热到50℃不发生反应，加热到100℃～214℃时发生失去结晶水的反应，质量在减少，214℃～280℃发生分解反应，根据发生的反应计算，以此来分析．

解答 解：（1）①A．由反应②-①可计算H2O（g）=H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）的△H=+252kJ•mol-1，则2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）△H=+504kJ•mol-1，气态水的能量比液态水能量高，故A错误；
B．当反应①中υ（CH4）正=υ（CO）正时，速率之比等于化学方程式计量数之比，为正反应速率之比，不能表明该反应达平衡状态，故B错误；
C．反应均为气体体积增大的反应，增大压强，平衡逆向移动，所以反应①②中甲烷的转化率均减小，故C正确；
D、维持恒定温度，吸收与放出的热量相等，则反应器中同时发生反应①与②时，消耗甲烷的物质的量之比为$\frac{216}{36}$=6：1，故D正确；
故答案为：CD；
②CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）
开始   1       3        0       0
转化 0.5      0.5      0.5      1.5
平衡 0.5      2.5      0.5      1.5
K=$\frac{0.5×1．{5}^{3}}{0.5×2.5}$=1.35；
故答案为：1.35；
（2）由①②及生成四氧化三铁可知，Na2FeO2、Na2Fe2O4发生反应，该反应为Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH，
故答案为：Na2FeO2+Na2Fe2O4+2H2O=Fe3O4↓+4NaOH；
（3）假设晶体全部失去结晶水生成草酸锰质量为x，
     MnC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnC2O4+2H2O
     179           143
     1.000g         x
解得x≈0.8g，
依据图象数值分析可知，214℃时，结晶水已全部失去，剩余固体的成分为MnC2O4，
280℃时，由固体质量在减小，则草酸锰分解生成的是氧化锰和一氧化碳、二氧化碳，
设生成氧化锰质量为y，
 MnC2O4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$MnO+CO2↑+CO↑
143       71
0.8g       y
解得y≈0.4g，
则280℃时分解完全，剩余固体的成分为MnO；
故答案为：MnC2O4；MnO．

点评 本题考查了反应热的计算、平衡状态的判断、K的有关计算、根据方程式的计算等，侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力和计算能力，题目难度中等．

练习册系列答案
相关题目
10．下列说法中不正确的是（　　）
A．离子化合物中可能含有共价键
B．在共价化合物中一定含有共价键
C．含离子键的化合物一定是离子化合物
D．含有共价键的化合物一定是共价化合物
11．已知断裂1molC-H键，要吸收热量414.4kJ；断裂1mol C-C键，要吸收热量347.4kJ；生成1mol C═C键，会放出热量615.3kJ；生成1mol H-H键，会放出热量435.3kJ，某有机物分解的反应可表示为：

若在反应中消耗了1mol乙烷（反应物），则有关该反应的说法正确的是（　　）
A．该反应放出251.2 kJ的热量B．该反应吸收251.2 kJ的热量
C．该反应放出125.6 kJ的热量D．该反应吸收125.6 kJ的热量
8．下列关系图中，A是一种正盐，B是气态氢化物，C是单质，F是强酸．当X无论是强酸还是强碱时都有如下转化关系（其他反应产物及反应所需条件均已略去），当X是强碱时，过量的B跟Cl2反应除生成C外，另一产物是盐酸盐．A$\stackrel{X}{→}$B$\stackrel{Cl_{2}}{→}$C$\stackrel{O_{2}}{→}$D$\stackrel{O_{2}}{→}$E$\stackrel{H_{2}O}{→}$F．
下列说法中不正确的是（　　）
A．B也可在O2作用下直接转化为D
B．当X是强酸时，A可能是Na2S，F是H2SO4
C．当X是强碱时，过量的B与Cl2发生的反应为：3Cl2+2NH3═N2+6HCl
D．无论X是强酸还是强碱，在一定条件下，B和D都能相互反应生成C单质
15．（1）硫酸铵在强热条件下分解，生成氨、二氧化硫、氮气和水，其化学方程式如下：3（NH4）2SO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4NH3↑+3SO2↑+N2↑+6H2O，反应生成的氧化产物与还原产物分子个数之比为1：3．
（2）某钠盐A的溶液，实验时有以下一现象：（1）加入Ba（NO3）2溶液时出现白色沉淀，（2）加入Na2CO3，有气泡产生，由此可判断出该钠盐A为NaHSO4（化学式），写出有关离子方程式Ba2++SO42-=BaSO4↓，CO32-+2H+=H2O+CO2↑．
5．可逆反应N2+3H2?2NH3的正、逆反应速率可用各反应物或生成物浓度的变化来表示．下列各关系中能说明反应已达到平衡状态的是（　　）
A．3υ正（N2）=υ正（H2）B．υ正（N2）=υ逆（NH3）C．υ正（N2）=3υ逆（H2）D．2υ正（H2）=3υ逆（NH3）
12．不纯的金属X混有Z金属，生锈时X先腐蚀，将X、Y组成原电池时，X是电池的正极，则X、Y、Z三种金属活动性的是（　　）
A．X＞Y＞ZB．Y＞X＞ZC．X＞Z＞YD．Y＞Z＞X
10．（1）CH3-CH3→CH2=CH2+H2，有关化学键的键能如下：
化学键C-HC=CC-CH-H
键能（kJ/mol）414.4615.3347.4435.3
写出该反应的热化学方程式CH3-CH3（g）→CH2=CH2（g）+H2（g）△H=+125.6 kJ•mol-1
（2）已知下列两个热化学方程式：
2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1
C3H8（g）+5O2（g）═3CO2（g）+4H2O（l）△H=-2220kJ•mol-1
根据上面两个热化学方程式，试回答下列问题：
H2的燃烧热为285.8kJ/mol，1mol H2和2mol C3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为4725.8kJ．
（3）火箭推进器中盛有强还原剂液态肼（N2H4）和强氧化剂液态双氧水．当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量的热．已知0.4mol液态肼与足量的液态双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256kJ 的热量．写出该反应的热化学方程式N2H4（l）+2 H2O2（l）=N2（g）+4 H2O（g）△H=-640kJ/mol，此反应用于火箭推进，除释放大量热和快速产生大量气体外，还有一个很大的优点是生成N2和H2O，对环境无污染．
11．在一定条件下，下列药物的主要成分都能发生①取代反应   ②加成反应   ③水解反应   ④中和反应四种反应的是（　　）
A．
维生素		B．
胆固醇
C．
芬必得		D．
阿斯匹林

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