题目内容

工业上常常利用反应①来生产环氧乙烷，但是伴随副反应②。
①C2H4(g)+O2(g) →; △H1   ②C2H4(g)+3O2(g) → 2CO2(g)+2H2O(g); △H2
（1）写出环氧乙烷充分燃烧的热化学反应方程式。答：____________________________；
（2）工业生产中，可通过某一措施来加快反应①而对反应②影响较小，从而提高环氧乙烷的生产效率。工业生产采取的这种措施是_______________。
A．升高反应体系的温度B．增大体系中氧气的浓度
C．使用合适的催化剂D．降低反应体系的压强
（3）已知C=C、O=O、C—C键能分别为a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1，则环氧乙烷中C—O键能为            kJ·mol-1；
（4）反应②可以设计成燃料电池，若以酸做电解质溶液，负极反应式是                。

（1）＋2.5 O2(g) =" 2" CO2 (g) +2 H2O(g)  △H=△H2-△H1   （2）C
（3）    （4）C2H4 - 12e- + 4 H2O =" 2" CO2 +12 H+

解析试题分析：（1）②－①。整理可得环氧乙烷充分燃烧的热化学反应方程式：＋2.5 O2(g) =" 2" CO2 (g) +2 H2O(g)  △H=△H2-△H1。（2）由于①的正反应是个气体体积减小的放热反应，而②是个气体体积不变的放热反应。A．升高反应体系的温度,①、②两个反应速率都加快。不符合题意。错误。B．增大体系中氧气的浓度,由于反应物的浓度增大，所以反应速率都加快。不符合题意。错误。C．催化剂只能对某一反应发生影响，而对其它反应没有影响。所以使用合适的催化剂，能加快反应①而对反应②影响较小，从而提高环氧乙烷的生产效率。符合题意，正确。D．降低反应体系的压强，由于两个反应的物质浓度都减小，所以反应速率都减慢。错误。正确选项为C。（3）反应热就是断键吸收的热量与形成键释放的热量的差值。将C=C、O=O、C—C键能分别为a kJ·mol-1、b kJ·mol-1、c kJ·mol-1，代入①，整理可得环氧乙烷中C—O键能为。（4）若把反应C2H4(g)+3O2(g) → 2CO2(g)+2H2O(g)设计成原电池。则通入C2H4的电极为负极，通入O2的电极为正极。因为是以酸做电解质溶液，所以负极反应式是C2H4 - 12e- + 4 H2O =" 2" CO2 +12 H+，正极的电极式是O2 +4e-+ 4H+= 2H2O.
考点：考查热化学方程式的书写、外界条件对化学反应速率的影响、反应热与键能的关系、原电池的设计。

练习册系列答案
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研究人员通过对北京地区PM2．5的化学组成研究发现，汽车尾气和燃煤污染分别 占4％、l8％
I．（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最佳途径是使用高效催化剂
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常用方法是升高温度
（2）还可以用活性炭还原法处理氮氧化物，反应为：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO2(g)   H=akJ·mol-1，向某密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温(T1℃)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：
              浓度/mol·L-1
时间/min 
NO
N2
CO2
0
0.100
0
0
10
0.058
0.021
0.021
20
0.050
0.025
0.025
30
0.050
0.025
0.025
40
0.036
0.032
0.010
50
0.036
0.032
0.010
 
①T1℃时，该反应的平衡常数K=          (保留两位小数)。
⑦前10min内用v(NO)表示的化学反应速率为      ，30min后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是             。
③若30min后升高温度至T2℃，达到平衡时，容器中NO、N2、CO2的浓度之比为3：1：l，则该反应的a       0(填“>”、“=”或“<”)。
Ⅱ．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。
（1）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                      。
（2）高温时，也可以用CO还原MgSO4可制备高纯MgO。
①750℃时，测得气体中含等物质的量SO2和SO3，此反应的化学方程式是            。
②由Mg可制成“镁一次氯酸盐”电池，其装置示意图如图，则镁电极发生的电极反应式为                 ，该电池总反应的离子方程式为                  。

天然气、重油、煤都可以与水反应制得氢气。下表是某合成氨厂采用不同原料时的相对投资费用和能量消耗的数据。

原料
天然气
重油
煤
相对投资费用
1.0
1.5
2.0
能量消耗/J·t－1
28×109
38×109
48×109
 
请回答下列问题。
(1)依据上表信息，你认为采用________为原料最好。
(2)请写出甲烷在高温、催化剂的作用下与水蒸气反应生成氢气和一氧化碳的化学方程式：
____________________________________________
(3)已知C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式分别为：
C(s)＋O2(g)=CO2(g)；ΔH＝－394 kJ·mol－1①
2CO(g)＋O2(g)=2CO2(g)；ΔH＝－566 kJ·mol－1②
2H2(g)＋O2(g)=2H2O(g)；ΔH＝－484 kJ·mol－1③
试写出由C与水蒸气在高温条件下反应生成氢气与一氧化碳的热化学方程式：__________________________________。

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,并放出大量热。已知0.4 mol液态肼与足量液态双氧水反应,生成水蒸气和氮气,放出256.652 kJ的热量。
(1)反应的热化学方程式为　_________________________。 
(2)已知H2O(l)H2O(g)　ΔH="+44" kJ·mol-1则16 g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是　　　　kJ。 
(3)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
　___________________________________。 
(4)发射卫星可用肼为燃料,二氧化氮作氧化剂,两者反应生成氮气和水蒸气。已知:
N2(g)+2O2(g)2NO2(g)　ΔH="+67.7" kJ·mol-1
N2H4(g)+O2(g)N2(g)+2H2O(g)　ΔH="-534" kJ·mol-1
肼和二氧化氮反应的热化学方程式为　__________________________。 

(16分)碳、氮、硫、氯是四种重要的非金属元素。
（1）CH4(g)在O2(g)中燃烧生成CO(g)和H2O(g)的△H难以直接测量，原因是              。
已知：a．2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)   △H =-566．0 kJ·mol-1
b．CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g)  △H =-890．0 kJ·mol-1
则CH4(g)在O2(g)中燃烧生成CO(g)和H2O(g)的热化学方程式为                                    。
（2）工业上合成氨气的反应为：N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。现将10 mol N2和26 mol H2置于容积可变的密闭容器中，N2的平衡转化率()与体系总压强(P)、温度(T)的关系如图所示。回答下列问题：

①反应达到平衡状态B时，容器的容积10 L，则T1时，合成氨反应的平衡常数K=       L2·mol-1。
②平衡状态由A变到C时，对应的平衡常数K(A)   K(C)(填“>”、“<”或“=”)。
（3）在25℃时，HSCN、HClO、H2CO3的电离常数如下表：

HClO
HSCN
H2CO3
K=3.210-8
K=0.13
Kl=4.210-7
K2=5.610-11
 
①1 mol·L-1的KSCN溶液中，所有离子的浓度由大到小的顺序为     >     >     >          。
②向Na2CO3溶液中加入过量HClO溶液，反应的化学方程式为            。
③25℃时，为证明HClO为弱酸，某学习小组的同学没计了以下三种实验方案。下列三种方案中，你认为能够达到实验目的的是   (填下列各项中序号)。
a．用pH计测量0．1 mol·L-1NaClO溶液的pH，若测得pH>7，可证明HClO为弱酸
b．用pH试纸测量0．01 mol·L-1HClO溶液的pH，若测得pH>2，可证明HClO为弱酸
c、用仪器测量浓度均为0．1 mol·L-1的HClO溶液和盐酸的导电性，若测得HClO溶液的导电性弱于盐酸，可证明HClO为弱酸

作为国家正在实施的“西气东输”工程终点站——上海将逐步改变以煤、石油为主的能源结构，这对解决城市环境污染意义重大。
(1)目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区居民
开始使用东海天然气作为民用燃料，管道煤气的主要成分是CO、H2和少量
烃类，天然气的主要成分是CH4，它们燃烧的化学方程式为：
2CO＋O2 2CO2　2H2＋O22H2O　CH4＋2O2CO2＋2H2O
根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是　　　　，因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是　　　进风口(填“增大”或“减小”)，如不作改进可能产生的不良结果是　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质如下：

 
乙烷
丙烷
丁烷
熔点/℃
－183.3
－189.7
－138.4
沸点/℃
－88.6
－42.1
－0.5
 
试根据以上某个关键数据解释冬天严寒的季节有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是___________________________。

用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可实现氯的循环利用。
反应A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O
(1)已知：ⅰ.反应A中，4 molHCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.

①H2O的电子式是________。
②反应A的热化学方程式是______________________________________。
③断开1 mol H—O键与断开1 mol H—Cl键所需能量相差约为________kJ，H2O中H—O键比HCl中H—Cl键(填“强”或“弱”)________。
(2)对于反应A，下图是在4种投料比[n(HCl)：n(O2)，分别为1：1、2：1、4：1、6：1]下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。

①曲线b对应的投料比是________。
②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是______________________________。
③投料比为2：1、温度为400℃时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是________。

硫的化合物在生产和科研中发挥着重要作用。
（1）SO2Cl2常用于制造医药品、染料、表面活性剂等。已知：SO2Cl2(g)SO2(g)＋Cl2(g) △H＝＋97.3 kJ·mol－1。某温度时向体积为1 L的恒容密闭容器中充入0. 20mol SO2Cl2，达到平衡时，容器中含0.18mol SO2，则此过程反应吸收的热量为_____kJ，该温度时反应的平衡常数为_____。将上述所得混合气体溶于足量BaCl2溶液中，最终生成沉淀的质量为_______。
（2）工业上制备硫酸的过程中存在反应：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－198kJ·mol－1400℃，1.01×105Pa，向容积为2L的恒容密闭容器中充入一定量 SO2和O2，n(SO3)和n(O2)随时间的变化曲线如图所示。

①0～20min反应的平均速率υ(O2)＝___________。
②下列叙述正确的是        。
a．A点υ正(SO2)＞υ逆(SO2)
b．B点处于平衡状态
c．C点和D点n(SO2)相同
d．其它条件不变，500℃时反应达平衡，n(SO3)比图中D点的值大
（3）工业上用Na2SO3溶液吸收烟气中的SO2。将烟气通入1.0 mol·L－1的Na2SO3溶液，当溶液pH约为6时，Na2SO3溶液吸收SO2的能力显著下降，应更换吸收剂。此时溶液中c (SO32－)的浓度是0.2 mol·L－1，则溶液中c(HSO3－)是_________mol·L－1。

火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂双氧水。当它们混合反应时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知：0．4 mol液态肼与足量的双氧水反应，生成氮气和水蒸气，放出256．652 kJ的热量。
请回答下列问题：
（1）该反应的热化学方程式为_______________________________________________。
（2）又已知H2O(l)=H2O(g)　ΔH＝＋44 kJ·mol－1，则16 g液态肼与双氧水反应生成液态水时放出的热量是________ kJ。
（3）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________________________________________________________________________________。

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