题目内容

（1）在200℃、101kPa时，1gH2与碘蒸气完全反应放出7.45kJ的热量，请写出该反应的热化学方程式
H2（g）+I2（g）
 200°C 
.
101KPa
 2HI（g）△H（473K）=-14.9kJ?mol-1
H2（g）+I2（g）
 200°C 
.
101KPa
 2HI（g）△H（473K）=-14.9kJ?mol-1

（2）乙醇的燃烧热△H=-1366.8kJ?mol-1，试写出表示乙醇的燃烧热的热化学方程式
C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.8kJ?mol-1
C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.8kJ?mol-1
．
（3）已知：①CH4（g）+
1
2
O2（g）=CO（g）+2H2（g）△H1=-35.6kJ?mol-1
②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H2=-890.3kJ?mol-1
③CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H3=+247.3kJ?mol-1
上述三个反应中属于熵增反应的是
①③
①③
；请结合上述三个反应写出CH4和H2O（g）生成CO和H2的热化学反应方程式
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+250.3kJ?mol-1
CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+250.3kJ?mol-1
．
分析：（1）依据热化学方程式的书写方法，计算2g氢气反应的焓变，标注聚集状态和对应焓变写出，注意反应不是通常状态，需要温度和压强的标注；
（2）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量；
（3）熵变增大依据反应前后气体的条件变化分析判断，条件增大的反应熵变增大，依据盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
解答：解：（1）在200℃、101kPa时，1gH2与碘蒸气完全反应放出7.45kJ的热量，2g氢气完全反应放热14.9kJ，反应不是通常状态，需要标注温度压强，热化学方程式为：
H2（g）+I2（g）
 200°C 
.
101KPa
 2HI（g）△H（473K）=-14.9kJ?mol-1；
故答案为：H2（g）+I2（g）
 200°C 
.
101KPa
 2HI（g）△H（473K）=-14.9kJ?mol-1 ；
（2）乙醇的燃烧热△H=-1366.8kJ?mol-1，燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，燃烧热的热化学方程式为：
C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.8kJ?mol-1；
故答案为：C2H5OH（l）+3O2（g）=2CO2（g）+3H2O（l）△H=-1366.8kJ?mol-1；
（3）：①CH4（g）+
1
2
O2（g）=CO（g）+2H2（g）△H1=-35.6kJ?mol-1
②CH4（g）+2O2（g）=CO2（g）+2H2O（g）△H2=-890.3kJ?mol-1
③CH4（g）+CO2（g）=2CO（g）+2H2（g）△H3=+247.3kJ?mol-1
属于熵增反应的是气体体积增大的反应，①反应气体体积1.5变化为3，熵变增大；②反应气体体积3变化为3，体积不变，熵变不变；③反应气体体积2变化为4，熵变增大；
依据盖斯定律①×4-（②+③）得到：2CH4（g）+2H2O（g）=2CO（g）+6H2（g）△H=+500.6kJ?mol-1；
CH4和H2O（g）生成CO和H2的热化学反应方程式为：CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+250.3kJ?mol-1；
故答案为：①③；  CH4（g）+H2O（g）=CO（g）+3H2（g）△H=+250.3kJ?mol-1；
点评：本题考查了化学反应能量变化．热化学方程式书写，燃烧热概念分析判断，盖斯定律的计算应用，题目难度中等．
练习册系列答案
相关题目
环境问题备受世界关注．化工厂以及汽车尾气排放的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）、硫化物等气体己成为大气污染的主要因素．
（1）CO的中毒是由于CO与血液中血红蛋白的血红素部分反应生成碳氧血红蛋白，反应方程式可表示为：CO+Hb?O2   O2+Hb?CO
实验表明，c（Hb?CO）即使只有c（Hb?O2）的 1/50，也可造成人的智力损伤．
已知t℃时上述反应的平衡常数K=200，吸入肺部O2的浓度约为1.0×10-2mol?L-1，若使c（Hb?CO）小于c（Hb?O2）的 1/50，则吸入肺部CO的浓度不能超过
1.0×10-6
1.0×10-6
mol?L-1．
（2）汽车尾气治理的方法之一是在汽车的排气管上安装一个“催化转化器”．
已知反应2NO（g）+2CO（g）   N2（g）+2CO2（g）△H=-113kJ?mol-1
①为了模拟催化转化器的工作原理，在t℃时，将2molNO与1mol CO充入lL反应容器中，反应过程中NO（g）、CO（g）、N2（g）物质的量浓度变化如右下图所示．反应进行到15min时，NO的平均反应速率为
0.4
15
mol?L-1?min-1（或0.027mol?L-1?min-1）
0.4
15
mol?L-1?min-1（或0.027mol?L-1?min-1）
，
②观察在20min～30min内N2（g）发生变化的曲线图，判断引起该变化的条件可能是
b
b
；
a．加入催化剂
b．降低体系温度
c．缩小容器体积为0.5L
d．增加CO2的物质的量
（3）煤化工中常需研究不同温度下平衡常数、投料比及产率等问题．
已知：CO（g）+H2O（g） H2（g）+CO2（g）的平衡常数随温度的变化如下表：
温度/℃ 400 500 830 1000
平衡常数K 10 9 1 0.6
试回答下列问题
①上述正向反应是：
放热
放热
反应（填“放热”、“吸热”）．
②某温度下上述反应平衡时，恒容、升高温度，正反应速率
增大
增大
（填“增大”、“减小”或“不变”），容器内混合气体的压强
增大
增大
（填“增大”、“减小”或“不变”）．
③在830℃发生上述反应，以下表中的物质的量投入恒容反应器，其中向正反应方向移动的有
B、C
B、C
（选填A、B、C、D）．
A B C D
n（CO2） 3 1 0 1
n（H2） 2 1 0 1
n（CO） 1 2 3 0.5
n（H2O） 5 2 3 2
（2011?静安区模拟）大气固氮（闪电时N2转化为NO）和工业固氮（合成氨）是固氮的重要形式．下表列举了不同温度下大气固氮和工业固氮的部分K值（K表示平衡常数）：
N2+O2?2NO N2+3H2?2NH3
温度 25℃ 2000℃ 25℃ 400℃
K 3.84×10-31 0.1 5×108 200
（1）固氮是指
把大气中游离态的氮转化为氮的化合物
把大气中游离态的氮转化为氮的化合物
的过程，自然界固氮的另一途径为
生物固氮
生物固氮
．
（2）根据表中的数据，并结合所学知识分析，下列说法正确的是
a、b
a、b
．
a．人类大规模模拟大气固氮实际意义很小
b．常温下，大气固氮与工业固氮完成程度相差很大
c．两种固氮都是放热反应    d．在常温下，大气固氮几乎不可能，而工业固氮很容易进行
（3）为研究反应条件的改变对化学平衡移动的影响，将N2和H2在一固定体积的密闭容器中进行反应，得到如下的图象．下列有关条件改变（每次只改变一个条件）的说法，正确的是
b、c
b、c
．
a．t2可能是增加了原料的物质的量
b．t4可能是充入了He气
c．t5是从反应体系中分离出氨气
d．t7时可能是升高温度，使平衡向正反应方向移动
（4）目前工业固氮采用的是哈伯法，即在20～50MPa的高压和500℃左右的高温下，并用铁触媒作为催化剂．俄勒冈大学的化学家使用了一种名为trans-Fe（DMeOPrPE）的新催化剂，在常温下合成氨，反应的化学方程式为：N2+3H2?2NH3．有关说法正确的是
a、c
a、c
．
a．新法不需要高温条件，可节约大量能源
b．新法能在常温下进行是因为不需要断裂化学键
c．在相同温度下不同的催化剂其催化活性不同．
科学家一直致力于“人工固氮”的新方法研究．
（1）传统“人工固氮”的反应为N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）．一定温度下，将1molN2和3molH2通入到体积为0.5L的密闭容器中，达到平衡状态时H2的转化率为50%，该温度下该反应的平衡常数K=
4
27
4
27
（用分数表示）．
（2）最新“人工固氮”的研究报道：常温常压、光照条件下，N2在催化剂表面与水发生反应：2N2（g）+6H2O（l）═4NH3 （g）+3O2（g）△H=Q kJ?mol-1
①已知该反应的平衡常数K与温度的关系如右图，则此反应的Q
＞
＞
0 （填“＞”“＜”或“=”）．
②将反应生成的混合气体通入水中即可得氨水．用水稀释0.1mol?L-1氨水，溶液中随着水量的增加而增大的是
D
D
（填字母标号）．
A．
c(NH3?H2O)
c(OH-)
                 B．
c(NH4+)?c(OH-)
c(NH3?H2O)

C．c（H+）?c（OH-）                 D．
c(H+)
c(OH-)

（3）氨催化氧化法制硝酸的主要反应为：4NH3（g）+5O2（g）═4NO（g）+6H2O（g）△H＜0；在容积为1升的密闭容器中发生该反应，容器内部分物质的含量如下表：
时间/物质的量 n（NH3） （mol） n（O2 ） （mol） n（NO） （mol）
起始 1.600 3.200 0.000
第2min a 2.700 0.4000
第4min 0.600 1.950 1.000
第6min 0.600 1.950 1.000
①反应在第2min到第4min时，NH3的平均反应速率为
0.3
0.3
mol/（L?min）．
②对于上述反应的下列判断，正确的是
D
D
（填序号）．
A．若升高反应体系的温度，平衡时体系中NH3%将减小
B．若增大反应体系的压强，平衡时体系中NO%将增大
C．若升高反应体系的温度，平衡时体系中H2O%将增加
D．不论该反应是否在催化剂存在的条件下进行，平衡时体系中O2%保持不变．
大气固氮和合成氮是周氮的重要形式．下表是大气固氮和合成氨的部分K值：
N2+O2═2NO N2+3H2═2NH3
温度 25℃ 2000℃ 25℃ 400℃
平衡常数K 3.84×10-31 0.1 5×108 200
（1）大气固氮是
 
（“吸热”、“放热”）反应；人工固氮对农业意义十分重大，根据表中数据，可推知合成氨最重要的研究方向是
 
．
（2）工业合成氨原料气的制备主要方法如下：
（1）以空气为原料制备N2，其方法是
 
．
（2）以焦炭和水为原料制备H2，反应原理为
 
、
 
．
H2中混有的CO可用醋酸亚铜氨溶液吸收，以防止合成氨时催化剂中毒：CO（g）+Cu（NH3）2Ac（aq）═Cu（NH3）2AC?CO（aq）+Q（Q＞0）；要从除杂后的溶液中“再生”出醋酸亚铜氨，可
 
（“升”“降”）温、
 
（“增”“降”）压．
（3）液氨和水类似，也能自离解（电离）：NH3+NH3═NH4++NH2-．
①液氨的离子积可以表示为
 
．
②25℃时，液氨的离子积K=1.0×10-30．若将NaNH2固体加入液氨中，则所得溶液中不存在的关系式是（设温度保持不变）
 
 （选填编号）
a．c（Na+）=c（NH2-）    b．c（NH4+）?c（NH2-）=1.0×10-30  c．c（NH2-）＞c（NH4+）
（4）若在液氨中NaNH2和NH4Cl都能完全电离，则用标准NaNH2液氨溶液滴定未知浓度NH4Cl液氨溶液时，反应的离子方程式为
 
．

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