题目内容

已知2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-484KJ/moL，则反应H2O（g）=H2（g）+
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2
O2（g） 的△H为（　　）
分析：书写热化学方程式除了遵循书写普通化学方程式外，还应该注意以下几点：
①反应热△H与测定的条件（温度、压强）有关，因此书写热化学方程式时应注明应热△H的测定条件．若没有注明，就默认为是在25℃、101KPa条件下测定的；
②反应热△H只能写在标有反应物和生成物状态的化学方程式的右边．△H为“-”表示放热反应，△H为“+”表示吸热反应．△H的单位一般为kJ?mol-1（kJ/mol）；
③反应物和生成物的聚集状态不同，反应热△H不同．因此热化学方程式必须注明物质的聚集状态固体用“s”、液体用“l”、气体用“g”、溶液用“aq”等表示，只有这样才能完
整地体现出热化学方程式的意义．热化学方程式中不标“↑”或“↓”；
④热化学方程式中各物质化学式前面的化学计量数仅表示该物质的物质的量，不表示物质的分子数或原子数，因此化学计量数可以是整数，也可以是分数；
⑤热化学方程式是表示反应已完成的数量．由于△H与反应完成物质的量有关，所以方程式中化学前面的化学计量系数必须与△H相对应，如果化学计量系数加倍，那么△H也加倍．当反应逆向进行时，其反应热与正反应的反应热数值相等，符号相反．热化学方程式系数改变，焓变随着改变，方向改变，焓变正负符号改变．
解答：解：依据热化学方程式的书写原则可知，①2H2（g）+O2（g）=2H2O（g）△H=-484KJ/moL；
①热化学方程式方向改变后，焓变正负号改变，得到热化学方程式为：②2H2O（g）=2H2（g）+O2（g）△H=+484KJ/mol；
依据②热化学方程式同除以2得到热化学方程式为：H2O（g）=H2（g）+
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O2（g）△H=+242KJ/mol；
故选D．
点评：本题考查热化学方程式的书写方法和注意问题，关键是化学方程式中系数对应下的焓变，系数改变，焓变改变，热化学方程式方向改变，焓变的正负号改变．
练习册系列答案
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已知2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ/mol，蒸发1mol H2O（l）需要吸收的能量为44kJ，其他相关数据如下表：则表中a为（　　）
  H-H O═O H-O
键能（kJ/mol） 436.4 a 462.8
A、185.2B、224.0
C、518.8D、494
利用光能和光催化剂，可将CO2和H2O（g）转化为CH4和O2．紫外光照射时，在不同催化剂（Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ）作用下，CH4的产量随光照时间的变化如图1所示．精英家教网
（1）在O?30小时内，CH4的平均生成速率v（Ⅰ）、v（Ⅱ）和v（Ⅲ）由大到小的顺序为
 
；反应开始后的15小时内，在第
 
种催化剂的作用下，收集的CH4最多．
（2）将所得CH4与H2O（g）通入聚焦太阳能反应器，发生反应CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）；△H=+206kJ．mol-1．将等物质的量的CH4和H2O（g）充入1L恒容密闭容器，某温度下反应达到平衡，此时测得CO的物质的量为O.10mol，CH4的平衡转化率为91%，则此温度下该反应的平衡常数为
 
 （计算结果取整数）．
（3）该反应产生的CO和H2可用来合成可再生能源甲醇，已知CO（g）、CH3OH（l）的燃烧热△H分别为-283.0kJ?mol-1和-726.5kJ?mol-1，则CH3OH（l）不完全燃烧生成CO（g）和H2O（l）的热化学方程式为
 
．
（4）工业上常利用反应CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g），△H＜0合成甲醇，在230℃?270℃最为有利．为研究合成气最合适的起始组成比n（H2）：n（CO），分别在230℃、250℃和270℃进行实验，结果如图2．
①270℃的实验结果所对应的曲线是
 
 （填字母）；
②230℃时，工业生产适宜釆用的合成气组成n（H2）：n（CO）的比值范围是
 
 （填字母）．
A.1?1.5   B.2.5?3  C.3.5?4.5
（5）某同学以石墨为电极，以KOH溶液为电解质设计甲醇燃料电池，其负极的电极反应式为
 
．
已知2H2(g)+O2(g)2H2O(l)  ΔH=-571.6 kJ·mol-1；

CO(g)+ O 2(g) CO2(g)  ΔH=-282.9 kJ·mol-1。

某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量，同时生成3.6 g液态水，则原混合气体的H2和CO的物质的量之比(    )

A.2∶1               B.1∶2                C.1∶1                 D.2∶3

（14分）甲烷可制成合成气（CO、H2），再制成甲醇，代替日益供应紧张的燃油。

已知：① CH4 (g) ＋ H2O (g) ＝ CO (g)＋3H2 (g)       △H1＝+206.2kJ·mol－1

② CH4（g）＋O2（g）＝CO（g）＋2H2（g） △H2=－35.4 kJ·mol-1

③ CH­­4 (g) ＋ 2H2O (g) ＝CO­2 (g) ＋4H2 (g)      △H3＝+165.0 kJ·mol－1

（1）CH4(g)与CO2 (g)反应生成CO(g)和H2(g)的热化学方程式为            。

   （2）从原料选择和能源利用角度，比较方法①和②，为合成甲醇，用甲烷制合成气的适宜方法为            （填序号），其原因是            。

（3）合成气中的H2可用于生产NH3，在进入合成塔前常用Cu(NH3)2Ac溶液来吸收其中的CO，防止合成塔中的催化剂中毒，其反应是：

Cu(NH3)2Ac + CO + NH3  [Cu(NH3)3]Ac·CO  △H＜0

Cu(NH3)2Ac溶液吸收CO的适宜生产条件应是           。

（4）将CH4设计成燃料电池，其利用率更高，装置示意如右图（A、B为多孔性碳棒）。持续通入甲烷，在标准状况下，消耗甲烷体积VL。

         ① O<V≤44.8 L时，电池总反应方程式为             ；

         ② 44.8 L<V≤89.6 L时，负极电极反应为             ；

 ③ V=67.2 L时，溶液中离子浓度大小关系为             。

 

（14分）

I．我国即将建成自己的载人空间站。载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO2，还要求提供充足的O2。

⑴某种电化学装置可实现如下转化：2CO2=2CO+O2，CO可用作燃料。已知该反应的某极反应为：4OH-－4e-=O2↑+2H2O，则另一极反应为：            。

⑵有人提出，可以设计某温度下的反应：2CO=2C+O2（△H>O、△S<O）来消除CO的污染。请你判断该温度下上述反应是否能发生并说明理由是                 。

Ⅱ.大气固氮属于自然固氮，合成氨是目前人工固氮的主要方法。科学家一直致力“人工固氮”新方法的研究。

⑴有关大气固氮(以N2+O2    2NO为例)、人工固氮(以N2+3H2  2NH3为例)反应的平衡常数的值如下表。

反应

N2+02 2NO        

N2+3H22NH3

温度/℃

 27

2000

100

400

K

 3.84×10-31

 0.1

3.4×109

2.0x104

下列说法正确的是            。(填字母)

a．大气固氮与人工固氮都是放热反应

b．人类模拟大气固氮无现实意义

c．寻找在常温下合成氨的高效催化剂是目前人工固氮的新方向

d．在常温下，人工固氮非常容易进行

⑵已知：N2(g)+3H2(g)  2NH3(g)     =-92.4kJ·mol-1

2H2(g)+02(g)=2H20(1)         =-571.6 kJ·mol-1

据报道，在常温、常压、光照、催化剂的条件下，N2可以与水反应，则反应 N2(g)+3H20(1)=2NH3(g)+3／2O2(g)的=           KJ·mol-1。

⑶某研究小组在673 K、30 MPa下，在体积为的密闭容器中进行反应：N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)，其 (H2)和 (NH3)随时间变化的关系如图所示。

①下列叙述正确的是            。(填字母)

  A．点a的正反应速率比点b的大

B．点c处反应达到化学平衡状态

C．若t3时由673 K升至773 K，则 (H2)将增大

②从开始到平衡时反应的平均速率(以H2的浓度变化表示) (H2)=               。

③若开始时 (N2)= (H2)，则反应的平衡常数=             (用代数式表示)。

 

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