题目内容

（11分）研究燃料的燃烧和对污染气体产物的无害化处理，对于防止大气污染有重要意义。
（1）将煤转化为清洁气体燃料：
已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H= ?241．8kJ/mol 
C(s)+1/2O2(g)=CO(g)  H= ?110．5kJ/mol
写出焦炭与水蒸气反应制H2和CO的热化学方程式                         。
（2）一定条件下，在密闭容器内，SO2被氧化成SO3的热化学方程式为：2SO2(g)+O2(g)  2SO3(g)；
△H=?a kJ/mo1，在相同条件下要想得到2akJ热量，加入各物质的物质的量可能是            
A．4mo1 SO2和2mol O2　　　　　 B．4mol SO2、2mo1 O2和2mol SO3
C．4mol SO2和4mo1 O2　　　     D．6mo1 SO2和4mo1 O2
（3）汽车尾气中NOx和CO的生成及转化：
①已知气缸中生成NO的反应为：N2(g)+O2(g)  2NO(g) H＞0
在一定温度下的定容密闭容器中，能说明此反应已达平衡的是          
A．压强不变                   B．混合气体平均相对分子质量不变
C．2v正(N2)＝v逆(NO)           D． N2的体积分数不再改变
②汽车燃油不完全燃烧时产生CO，有人设想按下列反应除去CO：2CO(g)=2C(s)+O2(g) H＞0，
简述该设想能否实现的依据                                                             。
（4）燃料CO、H2在一定条件下可以相互转化：CO(g)＋H2O(g)  CO2(g)＋H2(g)。在420℃时，平衡常数K=9。若反应开始时，CO、H2O的浓度均为0．1mol/L，则CO在此反应条件下的转化率为              。
（1）C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131．3kJ/mol  (3分)(方程式及下标正确可给1分)  
（2）D  (2分)
（3）①CD    (2分)     
②该反应是焓增、熵减的反应。根据G=H—TS, G＞0,不能实现。  (2分)
（4）75%  (2分)

试题分析：（1）已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) H1= ?241．8kJ/mol ；C(s)+1/2O2(g)="CO(g)" H2= ?110．5kJ/mol根据盖斯定律，用方程式2减去方程式1，可得：写出焦炭与水蒸气反应制H2和CO的热化学方程式（1）C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) H=+131．3kJ/mol 。（2）由反应方程式可知生成2mol的SO3时放热a kJ，想得到2a kJ热量，则需生成4molSO3；由于反应是可逆反应，不可能完全进行到底，所以要得到4molSO3，SO2与O2物质的量必须要多于4mol和 2mol，故D符合，B选项中既有正反应又有逆反应，最终放出的热量小于2akJ，故选D．（3）①A．由于反应前后体积不变，故压强始终不变不能做为平衡判断依据，错误； B．由于反应前后总质量和总物质的量都不改变，故混合气体平均相对分子质量不变，故不能做为平衡判断依据，错误；选CD。②由反应2CO(g)=2C(s)+O2(g) H＞0，可知该反应是焓增、熵减的反应。根据G=H—TS, G＞0,不能实现。
（4）解：令平衡时CO的浓度变化量为xmol/L，则：
CO（g）+H2O（g）?CO2（g）+H2（g）
开始（mol/L）：0．1        0．1         0        0
变化（mol/L）：c          c            c        c
平衡（mol/L）：0．1-c     0． 1-c       c        c
故=9  解得c=0．075，故一氧化碳在此条件下的平衡转化率=75%，故答案为：75%．
练习册系列答案
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依据事实，写出下列反应的热化学反应方程式。
（1）在25℃、101kPa下，1g甲醇完全燃烧生成CO2和液态水时放热22．68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为                                 。
（2）若适量的N2和O2完全反应，每生成23gNO2需要吸收16．95kJ热量，则表示该反应的热化学方程式为                                   。
（3）用NA表示阿伏加德罗常数，在C2H2（气态）完全燃烧生成CO2和液态水的反应中，每有5NA个电子转移时，放出650kJ的热量，则表示该反应的热化学方程式为   _________________________________________________。
（4）已知拆开1molH—H键，1molN—H键，1molN≡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                              。
（1）已知：①Fe(s)+1／2O2(g)=FeO(s)      △H1=-272.0KJ·mol-1
②2Al(s)+3／2(g)=Al2O3(s)    △H2=-1675.7KJ·mol-1
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是__                                 __。
某同学认为，铝热反应可用于工业炼铁，你的判断是_   (填“能”或“不能”)，你的理由                                                                          

（2）反应物与生成物均为气态的某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A．B，如图所示。①据图判断该反应是  (填“吸”或“放” )热反应，当反应达到平衡后，其他条件不变，，升高温度，反应物的转化率将      (填“增大”、 “减小”或“不变”)。
②其中B历程表明此反应采用的条件为    
(填字母)。
A.升高温度        B.增大反应物的浓度
C.降低温度        D.使用催化剂
氮及其化合物与人类各方面有着密切的联系。Ⅰ现有一支15mL的试管，充满NO倒置于水槽中，向试管中缓缓通入一定量氧气，当试管内液面稳定时，剩余气体3mL。则通入氧气的体积可能为                mL。
Ⅱ目前，消除氮氧化物污染有多种方法。
（1）用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知：
①CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-574kJ/mol"
②CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H="-1160kJ/mol"
③H2O(g)= H2O(l)                     △H=-44kJ/mol
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g) 、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式                           。  
（2）用活性炭还原法处理氮氧化物，有关反应为：
某研究小组向恒容密闭容器加入一定量的活性炭和NO，恒温（T0C)条件下反应，反应进行到不同时间测得各物质的浓度如下：

①不能作为判断反应达到化学平衡状态的依据是_______ ；（选填字母代号）
A．容器内CO2的浓度保持不变
B．v正(N2)="2" v正(NO)
C．容器内压强保持不变
D．混合气体的密度保持不变
E．混合气体的平均相对分子质量保持不变
②前20分钟，平均反应速率v(NO)=                      。v(NO)=（0．1- 0．04）/ 20 = 0．003mol·L-1· min-1
③在T0C时，该反应的平衡常数为_______(保留两位小数)；
④在30 min，改变某一条件反应重新达到平衡，则改变的条件是_______                      。
（3）科学家正在研究利用催化技术将超音速飞机尾气中的NO和CO转变成CO2和N2,其反应为：

研究表明：在使用等质量催化剂时，增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律，某同学设计了三组实验，部分实验条件已经填在下表中。
实验编号
T(0C)
NO初始浓度
（mol/L）
CO初始浓度
（mol/L）
催化剂的比
表面积(m2/g)
Ⅰ
280
1．20×10-3
5．80×10-3
82
Ⅱ
a
b
c
124
Ⅲ
350
d
e
124
 
上表中：a=_______,b=________,e=________ 。
氮是地球上含量丰富的一种元素，氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。请回答下列问题：
（1）右图是N2和H2反应生成2 mol NH3过程中能量变
化示意图，写出生成NH3的热化学方程式：
_____________________________________________
___________________________。
（2）由气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析，化
学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过
程中，拆开化学键需要消耗能量，形成化学键又会释放能量。
已知反应N2(g)＋3H2(g)??2NH3(g)　ΔH＝a kJ·mol－1。
试根据表中所列键能数据估算a的数值：________。
化学键
H—H
N—H
N≡N
键能kJ·mol－1
436
391
945
 
已知：
（1）Fe2O3(s) ＋C(s)=CO2(g)＋2Fe(s) ΔH＝＋234．1 kJ/mol
（2）C(s)＋O2(g)=CO2(g) ΔH＝－393．5 kJ/mol
则2Fe(s)＋O2(g)=Fe2O3(s) 的ΔH是（  ）
A．－824．4 kJ/molB．－627．6 kJ/mol
C．－744．7 kJ/molD．－169．4 kJ/mol
甲醇是一种优质燃料，可制作燃料电池。
（1）为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理，现进行如下实验：在体积为1L的密闭容器中，充入1molCO2和3molH2，一定条件下发生反应：CO2(g)＋3H2(g)CH3OH(g)＋H2O(g)    △H＝－49.0kJ/mol
测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右图。请回答：

①从反应开始到平衡，氢气的反应速率：v(H2)＝                        。
②能够说明该反应已达到平衡的是_________。
A．恒温、恒容时，容器内的压强不再变化
B．恒温、恒容时，容器内混合气体的密度不再变化
C．一定条件下，CO、H2和CH3OH的浓度保持不变
D．一定条件下，单位时间内消耗3molH2的同时生成1molCH3OH
③下列措施中能使平衡混合物中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是           。
A．加入催化剂                B．充入He(g)，使体系压强增大
C．将H2O(g)从体系中分离      D．降低温度
④求此温度(T1)下该反应的平衡常数K1＝                (计算结果保留三位有效数字)。
⑤另在温度(T2)条件下测得平衡常数K2，已知T2＞T1，则K2     (填“＞”、“＝”或“＜”)K1。
（2）以CH3OH为燃料(以KOH溶液作电解质溶液)可制成CH3OH燃料电池(电池总反应式：2CH3OH＋3O2＋4OH－＝2CO32－＋6H2O)，则充入CH3OH的电极为  极，充入O2的电极反应式              。
（3）已知在常温常压下：
①2CH3OH(l)＋3O2(g)＝2CO2(g)＋4H2O(g)  △H1
②2CO(g)+O2(g)＝2CO2(g) △H2
则1mol甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水时反应的△H＝                   。（用含△H1、△H2的式子表示）
人们已经研制出以丙烷为燃料的新型燃料电池，电解质为熔融碳酸盐，电池总反应方程式为：C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
（1）已知：2C3H8（g）+7O2（g）=6CO（g）+8H2O（l）
C（s）+O2（g）=CO2（g）            
2C（s）+O2（g）=2CO（g）           
则反应C3H8（g）+5O2（g）=3CO2（g）+4H2O（1）的△H___________________。. 
（2）该电池的正极通入O2和CO2，负极通入丙烷，则正极的电极反应式为_________________，电池工作时CO32—移向_____________极。
（3）用该电池电解1L 1 mol·L—1的AgNO3溶液，此电解池反应的化学方程式为______________________；当该电池消耗0.005molC3H8时，所得溶液的pH为__________（溶液体积变化忽略不计）
已知2H2(g)+O2(g) →2H2O(l）+571.6kJ，2H2(g)+O2(g) →2H2O(g)+483.6kJ。下列说法正确的是
A．2 molH2(g)和1molO2(g)的总能量小于2mol H2O (l)的能量
B．1 mol H2O (g)分解成H2(g)和O2 (g)，吸收241.8kJ能量
C．1mol H2O (l)变成1mo1 H2O (g)，吸收88 kJ能量
D．等质量的H2O (g)比H2O(l）所含能量低

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