题目内容

4．甲醛是一种重要的化工产品，可利用甲醇催化脱氢制：CH3OH（g）═HCHO（g）+H2（g）△H，如图表示该反应过程中的能量变化：

请回答下列问题：
（1）曲线Ⅰ中反应的活化能为2050kJ•mol-1，该反应的反应热△H=-3kJ/mol．
（2）图中曲线Ⅱ（填“Ⅰ”或“Ⅱ”）表示使用了催化剂．
（3）升高温度，曲线Ⅰ中反应的活化能不变（填“增大”“减小”或“不变”，下同），反应的反应热△H不变．

分析 （1）活化能一种物质分子由普通分子进化为活化分子所需能量；根据反应物与生成物的总能量来分析CH3OH（g）═HCHO（g）+H2（g）的热反应；
（2）过程Ⅱ与过程Ⅰ比较活化能减小，所以改变的条件是加入了催化剂；
（3）催化剂能降低反应的活化能，但温度对活化能无影响；温度能提高化学反应速率，对反应热无影响．

解答 解：（1）活化能一种物质分子由普通分子进化为活化分子所需能量，由图可知CH3OH（g）═HCHO（g）+H2（g）的活化能为2050kJ/mol；CH3OH（g）═HCHO（g）+H2（g）反应物的总能量为2050kJ，生成物的总能量为2053kJ，则该反应为放热反应，放出的热量为2050kJ-2053kJ=-3kJ，故反应的热化学方程式为CH3OH（g）═HCHO（g）+H2（g）△H=-3kJ/mol，
故答案为：2050；-3kJ/mol；
（2）过程Ⅱ与过程Ⅰ比较活化能减小，所以改变的条件是加入了催化剂，故图中曲线Ⅱ表示使用了催化剂，
故答案为：Ⅱ；
（3）催化剂能降低反应的活化能，但温度对活化能无影响，故曲线Ⅰ中反应的活化能不变；温度能提高化学反应速率，对反应热无影响，故反应的反应热△H不变；
故答案为：不变；不变．

点评 本题考查反应热与焓变，注意反应物与生成物总能量与反应热的关系，特别是催化剂只改变反应的活化能，但不能改变反应热，题目难度不大．

练习册系列答案
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4．化学与生产、生活息息相关，下列有关说法正确的是（　　）
A．树林晨曦中见到的缕缕阳光，是丁达尔效应效应造成的
B．汽车尾气污染物中含有氮的氧化物，是汽油不完全燃烧造成的
C．神舟11号飞船所用太阳能电池板可将光能转换为电能，所用转换材料是二氧化硅
D．尽量使用含12C的产品，减少使用含13C或14C的产品符合“促进低碳经济”宗旨
5．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是（　　）
A．所含共价键数均为0.4NA的白磷（P4）和甲烷的物质的量相等
B．10g浓度为46%的乙醇水溶液中含有的氢原子总数为1.2NA
C．2 g H2分别与足量的C12和N2充分反应后转移的电子数均为2NA
D．1molFe（OH）3与含3molHI的溶液完全反应后，溶液中所含I-的数目为3NA
2．某化学小组同学用下列装置和试剂进行实验，探究O2与KI溶液发生反应的条件．
供选试剂：30% H2O2溶液、0.1mol/L H2SO4溶液、MnO2固体、KMnO4固体
（1）小组同学设计甲、乙、丙三组实验，记录如表：
操作现象
甲向I的锥形瓶中加入MnO2固体，．向I的分液漏斗中加入30% H2O2溶液，连接I、Ⅲ，打开活塞I中产生无色气体并伴随大量白雾；Ⅲ中有气泡冒出，溶液迅速变蓝
乙向Ⅱ中加入KMnO4固体，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯Ⅲ中有气泡冒出，溶液不变蓝
丙向Ⅱ中加入KMnO4固体，Ⅲ中加入适量0.1mol/L H2SO4溶液，连接Ⅱ、Ⅲ，点燃酒精灯Ⅲ中有气泡冒出，溶液变蓝
（2）丙实验中O2与KI溶液反应的离子方程式是O2+4I-+4H+=2I2+2H2O．
（3）对比乙、丙实验可知，O2与KI溶液发生反应的适宜条件是酸性环境．为进一步探究该条件对反应速率的影响，可采取的实验措施是使用不同浓度的稀硫酸作对比实验．
（4）由甲、乙、丙三实验推测，甲实验可能是I中的白雾使溶液变蓝．学生将I中产生的气体直接通入下列AD溶液（填序号），证明了白雾中含有H2O2．
A．酸性 KMnO4         B．FeCl2          C．Na2S          D．品红
（5）资料显示：KI溶液在空气中久置过程中会被缓慢氧化：4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH．该小组同学取20mL久置的KI溶液，向其中加入几滴淀粉溶液，结果没有观察到溶液颜色变蓝，他们猜想可能是发生了反应（写离子方程式）3I2+6OH-=5I-+IO3-+3H2O造成的，请设计实验证明他们的猜想是否正确在上述未变蓝的溶液中滴入0.1mol/LH2SO4溶液观察现象，若溶液变蓝则猜想正确，否则错误．
9．设NA为阿伏伽德罗常数的数值．下列有关叙述正确的是（　　）
A．pH=1的硫酸溶液中含有的SO42-数目为0.05NA
B．100g质量分数为46%的乙醇溶液中所含的氢原子数为12NA
C．100mL 1mol/L CH3COONa 溶液中含有的CH3COO-数目为0.1NA
D．0.2molNH3与0.3molO2在催化剂的作用下加热充分反应，所得NO的分子数为0.2NA
9．研究CO2的利用对促进低碳社会的构建具有重要意义．
（1）将CO2与焦炭作用生成CO，CO可用于炼铁等．
已知：
Fe2O3（s）+3CO（s，石墨）═2Fe（s）+3CO2（g）△H1=+489.0kJ•mol-1
C（s，石墨）+CO2（g）═2CO（g）△H2=+172.5kJ•mol-1
则CO还原Fe2O3（s）的热化学方程式为Fe2O3（s）+3CO（g）=2Fe（s）+3CO2（g）△H=-28.5 kJ•mol-1．
（2）二氧化碳合成甲醇是碳减排的新方向，将CO2转化为甲醇的热化学方程式为：CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H
①取一定体积CO2和H2的混合气体（物质的量之比为1：3），加入恒容密闭容器中，发生上述反应反应过程中测得甲醇的体积分数φ（CH3OH）与反应温度T的关系如图1所示，则该反应的△H＜0（填“＞”、“＜”或“=”，下同）．

②在两种不同条件下发生反应，测得CH3OH的物质的量随时间变化如图2所示，曲线I、Ⅱ对应的平衡常数关系为KⅠ＞KⅡ．
（3）以CO2为原料还可以合成多种物质．
①工业上尿素[CO（NH2）2]由CO2和NH3在一定条件下合成．开始以氨碳比$\frac{n（N{H}_{3}）}{n（C{O}_{2}）}$=3进行反应，达平衡时CO2的转化率为60%，则NH3的平衡转化率为40%．
②将足量CO2通入饱和氨水中可得氮肥NH4HCO3，已知常温下一水合氨Kb=1.8×10-5，碳酸一级电离常数Ka=4.3×10-7，则NH4HCO3溶液呈碱性（填“酸性”、“中性”或“碱性”）．
16．高炉炼铁过程中发生的主要反应为Fe2O3（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g）
已知该反应在不同温度下的平衡常数如右表所示：
温度/℃1 0001 1501 300
平衡常数4.03.73.5
请回答下列问题：
（1）该反应的平衡常数表达式K=$\frac{C（C{O}_{2}）}{C（CO）}$，△H＜（填“＞”“＜”或“=”）0．
（2）在一个容积为10L的密闭容器中，1 000℃时加入Fe、Fe2O3、CO、CO2各1.0mol，反应经过10min后达到平衡．求该时间范围内反应的平均反应速率v（CO2）=0.006 mol•L-1•min-1、CO的平衡转化率=60%．
（3）欲提高（2）中CO的平衡转化率，可采取的措施是C．
A．减少Fe的量              B．加Fe2O3的量             C．移出部分CO2
D．提高反应温度             E．减小容器的容积             F．加入合适的催化剂
（4）1000℃时，某时刻CO2和CO的物质的量浓度分别为0.2mol•L-1和0.1mol•L-1，则此时反应是否达到平衡否（填“是”或“否”），V（正）＞V（逆）（填“＞”“＜”或“=”）
13．用下列实验装置完成对应的实验（部分仪器已省略），能达到实验目的是（　　）
A．干燥Cl2B．
吸收HCl		C．
制备干燥的氨气		D．
吸收NH3
14．下列电子式书写正确的是（　　）
A．B．C．D．

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