题目内容

17.已知下列三种气态物质之间的反应:
C2H2(g)+H2(g)?C2H4(g)  ①
2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g)   ②
已知在降低温度时①式平衡向右移动,②式平衡向左移动,则下列三个反应:
C(s)+2H2(g)=CH4(g);△H=-Q1 kJ/mol   
C(s)+$\frac{1}{2}$H2(g)=$\frac{1}{2}$C2H2(g);△H=-Q2 kJ/mol
C(s)+H2(g)=$\frac{1}{2}$C2H4(g);△H=-Q3 kJ/mol
Q1、Q2、Q3均为正值,下列关系正确的是(  )
A.Q1>Q3>Q2B.Q1>Q2>Q3C.Q2>Q1>Q3D.Q3>Q1>Q2

分析 先根据温度变化所引起平衡移动的方向判断反应①、反应②的热效应,然后利用盖斯定律判断即可.

解答 解:当温度降低时,反应①的平衡向正反应方向移动,说明该反应正向为放热反应,△H<0,反应②的平衡向逆反应方向移动,说明该反应正向为吸热反应,△H>0,
已知下列两个气态物质之间的反应:C2H2(g)+H2(g)?C2H4(g)…①,
2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g)…②,
已知在降低温度时①式平衡向右移动,②式平衡向左移动,则下列三个反应:
(1)C(s)+2H2(g)?CH4(g),△H=-Q1…Ⅰ
(2)C(s)+$\frac{1}{2}$H2(g)?$\frac{1}{2}$C2H2(g),△H=-Q2…Ⅱ
(3)C(s)+H2(g)?$\frac{1}{2}$C2H4(g),△H=-Q3…Ⅲ,
利用盖斯定律,2×[(3)-(2)],得到C2H2(g)+H2(g)?C2H4(g),△H=2(Q2-Q3),
与题干中的①中的方程式一样,而①中的反应为放热反应,则Q2-Q3<0,所以Q2<Q3
同理:2×[(3)-(1)],得到2CH4(g)?C2H4(g)+2H2(g),△H=2(Q1-Q3),与题干中的②中的方程式一样,而②中的反应为吸热反应,则2(Q1-Q3)>0,所以Q1>Q3
综上所述Q1>Q3>Q2
故选:A.

点评 本题考查了反应热的计算、热化学方程式和盖斯定律计算应用,为高频考点,侧重考查学生的分析、计算能力的考查,注意把握反应热的计算方法、热化学方程式的书写方法以及盖斯定律的含义,题目难度中等

练习册系列答案
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5.Na2SO3的氧化反应:2Na2SO3(aq)+O2(aq)=2Na2SO4(aq)△H=m kJ•mol-1.其反应速率受溶解氧浓度影响,分为富氧区和贫氧区两个阶段.
(1)已知O2(g)?O2(aq)△H=nkJ•mol-1,Na2SO3溶液与O2(g)反应的热化学方程式为2Na2SO3(aq)+O2(g)=2Na2SO4(aq)△H=(m+n)kJ•mol-1
(2)291.5K时,1.0L溶液中Na2SO3初始量分别为4、6、8、12mmol,溶解氧浓度初始值为9.60mg•L-1,每5s记录溶解氧浓度,实验结果如图.当Na2SO3的初始量为12mmol,经过20s溶解氧浓度降为6.40mg•L-1,则0-20s内Na2SO3的平均反应速率为1.00×10-5mol•L-1•s-1
(3)为确定贫氧区速率方程v=kca(SO32-)•cb(O2)中a,b的值(取整数),分析实验数据.
 c(Na2SO3)×103 3.65 5.65 7.65 11.65
 v×106 10.2 24.4 44.7 103.6
①当溶解氧浓度为4.0mg•L-1时,c(Na2SO3)与速率数值关系如表,则a=2
②当溶解氧浓度小于4.0mg•L-1时,图中曲线皆为直线,则b=0,
(4)两个阶段不同温度的速率常数(k)之比如表.
 反应阶段 速率方程 $\frac{k(297.0K)}{k(291.5K)}$
 富氧区 v=kc(SO32-)•c(O2 1.47
 贫氧区 v=kca(SO32-)•cb(O2 2.59
已知ln$\frac{{k}_{2}}{{k}_{1}}$=-$\frac{{E}_{a}}{R}$($\frac{1}{{T}_{2}}-\frac{1}{{T}_{1}}$),R为常数,Ea(富氧区)<Ea(贫氧区)(填“>”或“<”).
(5)结合图表分析,Na2SO3初始量不同时,划分富氧区与贫氧区的溶解氧浓度是否相同,为什么?.
(6)一定温度下,化学反应速率仅与决速步的反应物浓度有关.Na2SO3氧化反应历程涉及的
①SO32-+O2→SO5-
②SO5-+SO32-→SO52-+SO3-
③SO32-+SO32-→SO3-+SO32-
④SO32-+O2→SO5-
⑤SO52-+SO32-→2SO42-
富氧区与和贫氧区的决速步分别是①、③(填序号)

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