题目内容

煤的气化是高效、清洁地利用煤炭的重要途径之一。
(1)在250C 101kPa时，H2与O2化合生成1mol H2O(g)放出241.8kJ的热量，其热化学方程式为
___________
又知: ①C(s)＋O2(g)═CO2(g) △H＝－393.5kJ/mol
②CO(g)＋O2(g)═CO2(g) △H＝－283.0kJ/mol
焦炭与水蒸气反应是将固体煤变为气体燃料的方法，C(s)＋H2O(g)═CO(g)＋H2(g) △H=____kJ/mol
(2) CO可以与H2O(g)进一步发生反应: CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g) △H＜0在恒容密闭容器中，起始时n(H2O)=0.20mol，n(CO)＝0.10 mol,在8000C时达到平衡状态，K＝1.0，则平衡时，容器中CO的转化率是_____________(计算结果保留一位小数)。
(3) 工业上从煤气化后的混合物中分离出H2，进行氨的合成，已知反应反应N2(g)＋3H2(g2NH3(g)（△H＜0）在等容条件下进行，改变其他反应条件，在I、II、III阶段体系中各物质浓度随时间变化的曲线如下图所示：

①N2的平均反应速率v1(N2)、vII(N2)、vIII(N2)从大到小排列次序为________；
②由第一次平衡到第二次平衡，平衡移动的方向 是________，采取的措施是________。
③比较第II阶段反应温度(T2)和第III阶段反应速度（T3)的高低：T2________T3填“〉、=、<”判断的理由是________________。
（14分）（1）H2(g)+O2(g)═lH2O(g) △H＝－241.8kJ/mol （2分）；＋131.3kJ （1分）
（2）66.7% （2分） （3）①v1(N2)＞vII(N2)＞vIII(N2)（3分）
②向正反应方向 从反应体系中移出产物NH3（3分）
③＞ 此反应为放热反应，降低温度，平衡向正反应方向移动 （3分）

试题分析：（1）在25℃、101kPa时，H2与O2化合生成1molH2O(g)放出241.8kJ的热量，所以其热化学方程式为H2(g)+O2(g)═lH2O(g) △H＝－241.8kJ/mol。
已知①C(s)＋O2(g)═CO2(g) △H＝－393.5kJ/mol
②CO(g)＋O2(g)═CO2(g) △H＝－283.0kJ/mol
③H2(g)+O2(g)═lH2O(g) △H＝－241.8kJ/mol
所以根据盖斯定律，①－③－②即得到C(s)＋H2O(g)═CO(g)＋H2(g)，则反应热△H＝－393.5kJ/mol＋241.8kJ/mol＋283.0kJ/mol＝＋131.3kJ/mol。
（2）            CO(g)＋H2O(g)CO2(g)＋H2(g)
起始量（mol）     0.1     0.2         0      0
转化量（mol）      x       x          x       x
平衡量（mol）   0.1－x  0.2－x        x       x
由于反应前后气体的体积不变，可以用物质的量代替浓度计算平衡常数
即＝1.0
解得x＝
所以平衡时，容器中CO的转化率是×100%＝66.7%
（3）①根据图像可知，虚线表示氮气的浓度变化，则v1(N2)＝（2mol/L－1mol/L）÷20min＝0.05mol/（L?min），vII(N2)＝（1mol/L－0.62mol/L）÷15min＝0.0253mol/（L?min），vIII(N2)＝（0.62mol/L－0.5mol/L）÷10min＝0.012mol/（L?min），故N2的平均反应速率v1(N2)＞vII(N2)＞vIII(N2).
②根据图像可知，第Ⅱ阶段氨气是从0开始的，瞬间反应物氮气和氢气浓度不变，因此可以确定第一次平衡后从体系中移出了氨气，即减少生成物浓度，平衡正向移动。
③第Ⅲ阶段的开始与第Ⅱ阶段的平衡各物质的量均相等，根据氨气和氢气的量减少，氨气的量增加可判断平衡是正向移动的。根据平衡开始时浓度确定此平衡移动不可能是由浓度的变化引起的，另外题目所给条件容器的体积不变，则改变压强也不可能，因此一定为温度的影响。此反应正向为放热反应，可以推测为降低温度，因此达到平衡后温度一定比第Ⅱ阶段平衡时的温度低，即T2＞T3。
练习册系列答案
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已知下列两个热化学方程式
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-571．6kJ·mol-1
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实验测得氢气和丙烷的混和气体共5mol完全燃烧时放热3847kJ，则混和气体中氢气与丙烷的体积比是（  ）
A．1:3B．3:1C．1:4D．1:1
CO2的固定和利用在降低温室气体排放中具有重要作用，从CO2加氢合成甲醇不仅可以有效缓解减排压力，还是其综合利用的一条新途径。CO2和H2在催化剂作用下能发生反应CO2＋3H2CH3OH＋H2O，测得甲醇的理论产率与反应温度、压强的关系如图所示。请回答下列问题：

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（4）已知已知：CO的燃烧热△H＝－283.0KJ/mol、2H2(g)+O2(g)＝2H2O(g)  △H＝－483.6KJ/mol、
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科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下   与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知：H2(g)、CO(g)和CH3OH（1）的燃烧热△H分别为-285.8 kJ．、一283.0 kJ和一726.5．kJ 。请回答下列问题：
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（2）甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和液态水的热化学方程式为：
__________________________________________________________________________.
（3）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，
考查温度对反应的影响，实验结果如下图所示（注：、均大于300℃）：

下列说法正确的是_______________（填序号）
①温度为时，从反应开始到反应达到平衡，生成甲醇的平均速率为：

②该反应在时的平衡常数比时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系的温度从变到，达到平衡时增大
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（2）硫铁矿(FeS2)燃烧产生的SO2通过下列碘循环工艺过程既能制H2SO4，又能制H2。

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（3）电解尿素[CO(NH2)2]的碱性溶液制氢的装置示意图见图（电解池中隔膜仅阻止气体通过，阴、阳极均为惰性电极）。电解时，阳极的电极反应式为               。

（4）用吸收H2后的稀土储氢合金作为电池负极材料(用MH表示)，NiO(OH)作为电池正极材料，KOH溶液作为电解质溶液，可制得高容量，长寿命的镍氢电池。电池充放电时的总反应为：
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硝酸工业的基础是氨的催化氧化，在催化剂作用下发生如下反应：
① 4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g)    △H =" —905" kJ/mol    ①主反应
② 4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g)     △H =" —1268" kJ/mol   ②副反应
有关物质产率与温度的关系如甲图。

（1）由反应①②可知反应⑤N2(g) + O2(g)2NO(g)的反应热ΔH=     
（2）由图甲可知工业上氨催化氧化生成 NO时，反应温度最好控制在     
（3）用Fe3O4制备Fe（NO3）3溶液时，需加过量的稀硝酸，原因一：将Fe4O3中的Fe2+全部转化为Fe3+，
原因二：     （用文字和离子方程式说明）。
（4）将NH3通入NaClO溶液中，可生成N2H4，则反应的离子方程式为     。
（5）依据反应②可以设计成直接供氨式碱性燃料电池（如乙图所示），则图中A为     （填“正极”或“负极”），电极方程式为     
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) ΔH＝－574 kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)＝2N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g) ΔH＝－1160 kJ·mol－1
③H2O(g)＝H2O(l) ΔH＝－44．0 kJ·mol－1
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：C(s)＋2NO(g)N2(g)＋CO2(g)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（T。C)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_______
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在T。C时．该反应的平衡常数为_______(保留两位小数)；
③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：
2CO＋2NON2＋2CO2 ΔH<0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。
 
①上表中:a=_______,b=________,e=________
②请在给出的坐标图中，画出上表中实验II和实验III条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明相应的实验编号
 
SF6是一种优良的气体绝缘材料，分子结构中只存在S—F键。发生反应的热化学方程式为：S(s)＋3F2(g) = SF6(g)  ΔH=" ―1220" kJ/mol 。已知：1mol S(s) 转化为气态硫原子吸收能量280kJ，断裂1mol F—F 键需吸收的能量为160 kJ ，则断裂1mol S—F 键需吸收的能量为
A．330 kJB．276.67 kJC．130 kJD．76.67 kJ
下列说法中，正确的是 （   ）
A．室温下，pH=5.6的NaHSO3溶液中c( SO32-)-c( H2SO3)= 10-5.6-10-8.4
B．同温同压下，反应H2(g)＋Cl2(g)＝2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同
C．吸热反应只有在加热条件下才能发生，故水不加热不电离
D．过量的氨水和盐酸反应所得溶液不可能为酸性，但可能为中性

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