时间:2017-01-17 21:50:27
1、选择题 下列各组热化学方程式中，化学反应的ΔH前者小于后者的是
①C(s)+
O2(g) ===CO(g)；ΔH1 C(s)+O2(g) ===CO2(g)；ΔH2
②S(g)+O2(g) ===SO2(g)；ΔH3 S(s)+O2(g) ===SO2(g)；ΔH4
③CaO(s)+H2O(l) ===Ca(OH)2(s)；ΔH5 CaCO3(s) ===CaO(s)+CO2(g)；ΔH6
A．②
B．①②
C．①③
D．②③
参考答案：D
本题解析：
试题分析：碳完全燃烧放出的热量多，但放热反应中△H＜0，因此放热越多△H越小，即ΔH前者大于后者，①不正确；由于气态硫的总能量高于固态硫的总能量，因此气态硫燃烧放出的热量多，则ΔH前者小于后者，②正确；生石灰溶于水是放热反应，碳酸钙分解是吸热反应，△H＞0，则ΔH前者小于后者，③正确，答案选D。
考点：考查反应热的大小比较
本题难度：一般
2、填空题 （本小题14分）氮气是制备含氮化合物的一种重要物质，而含氮化合物的用途广泛。
（1）图中表示两个常见的固氮反应：
①N2＋3H2
2NH3
②N2＋O22NO的平衡常数(lg K)与温度的关系，
根据图中的数据判断下列说法正确的是________(填序号)。
A．反应②为放热反应
B．常温下，反应①的反应速率很大，而反应②的反应速率很小
C．升高温度，反应①的反应速率增大，反应②的反应速率减小
D．在常温下，利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大
（2）工业上也可在碱性溶液中通过电解的方法实现由N2制取NH3：2N2＋6H2O
4NH3＋3O2，通入N2的一极是________(填“阴极”或“阳极”)，阳极的电极反应式是____ ____。
（3）根据最新“人工固氮”的研究报道，在常温、常压、光照条件下，N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生反应：
①N2(g)＋3H2O(l)2NH3(g)＋
O2(g) ΔH＝a kJ/mol。
已知：②N2(g)＋3H2(g)2NH3(g) ΔH＝－92.4 kJ/mol，
2H2(g)＋O2(g)2H2O(l) ΔH＝－571.6 kJ/mol，则a＝__________。
（4）已知：4NH3(g)＋3O2(g)2N2(g)＋6H2O(g) ΔH＝－1316 kJ·mol－1，氨是一种潜在的清洁能源，可用作碱性燃料电池的燃料。
①当温度不同(T2＞T1)、其他条件相同时，下列图像正确的是________(填代号)。
②该燃料电池的负极反应式是____________________________________。
（5）工业上合成氨时，温度过高，氨气的产率降低，试从化学平衡移动原理的角度加以解释：__________________________________________________________________。
参考答案：（本小题14分，每空2分）（1） d；（2）阴极；4OH－－
本题解析：
试题分析：根据图像①可知温度越高，平衡常数越小，说明升高温度，平衡逆向移动，逆反应方向是吸热反应，则该反应的正反应是放热反应；②温度越高，平衡常数越大，说明升高温度，平衡正向移动，正反应方向是吸热反应；所以选项A错误；B．常温下，由于N≡N的键能和H—H、O=O的键能都很大，所以反应①②的反应速率不大，错误；C．升高温度，无论是放热反应还是吸热反应，反应速率都增大，错误；D．在常温下，根据平衡常数可知：利用反应①固氮和利用反应②固氮反应程度相差很大，正确。（2）根据反应方程式可知：在反应中N2得到电子，作氧化剂，因此应该作阴极，在阳极则是OH-失去电子被氧化，电极反应式是4OH－－4e－=2H2O＋O2↑ 或2H2O－4e－=O2↑＋4H＋；（3）(②—①)×2÷3，整理可得，2H2(g)＋O2(g)2H2O(l) ΔH＝－(92.4+a)×2÷3=—571.6 kJ/mol，则a＝＋765.0KJ/mol；（4） ①升高温度，正反应、逆反应的化学反应速率都加快，达到平衡所需要的时间缩短。所以甲错误；由于该反应的正反应是放热反应。根据平衡移动原理可知：升高温度，平衡逆向移动，达到平衡时NH3的转化率降低，乙错误；该反应的正反应是气体体积增大的反应，在其它条件不变时，增大压强，平衡向气体体积减小的逆反应方向移动，所以O2的转化率降低，错误。②该燃料电池的负极发生氧化反应，根据方程式可知NH3在反应中元素的化合价升高，失去电子，被氧化，因此在负极的电极反应式是2NH3－6e－＋6OH－="==" N2↑＋6H2O；（5）工业上合成氨时，温度过高，氨气的产率降低，这是由于合成氨的正反应是放热反应，升高温度，平衡向吸热反应方向移动，对该反应来说，平衡逆向移动，所以合成氨时，温度过高，氨气的产率降低。
考点：考查热化学方程式的书写、温度对平衡的影响、原电池 原理的应用、反应条件的选择与物质产率的关系的知识。
本题难度：困难
3、简答题 能源问题是人类社会面临的重大课题，日本大地震引起的核泄漏事故引起了人们对核能源的恐慌．而甲醇是未来重要的绿色能源之一．
（1）已知：在25℃、101kPa下，1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ．请写出甲醇燃烧的热化学方程式．______
（2）目前有科学家在一定条件下利用水煤气（CO+H2）合成甲醇：
CO（g）+2H2（g）?
CH3OH（g）．甲醇的物质的量与反应温度的关系如图所示：
①合成甲醇反应的△H______0．（填“＞”、“＜”或“=”）
②其它条件不变，将E点的容积压缩到原来的1/2，正反应速率加快，逆反应速率______．（填“加快”、“减慢”、“不变”），重新平衡时c（CH3OH）/c（CO）______．（填“增大”、“减小”或“不变”）
③230℃时，平衡常数K=1．若其它条件不变，将温度升高到450℃时，达到平衡时，K______1?（填“＞、＜或=”）
（3）、下列有关甲醇的说法正确的是______
A．甲醇能使蛋白质变性????????????????B．甲醇能发生消去反应
C．甲醇不能被催化氧化????????????????????D．甲醇与钠反应比水与钠反应剧烈
（4）利用甲醇燃料电池设计如图所示的装置：则该装置中Zn极为______极；写出a极的电极反应式______．
参考答案：（1）由1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ，
本题解析：
本题难度：一般
4、填空题 （13分）直接甲醇燃料电池（DNFC）被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。
（1）101 kPa时，1 mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ/mol，则甲醇燃烧的热化学方程式为 。
（2）甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸汽转化为氢气的两种反应原理是：
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) △H1="+49.0" kJ·mol-1
②CH3OH(g)+
O2(g)= CO2(g)+2H2(g) △H2
已知H2(g)+O2(g)===H2O(g) △H ="-241.8" kJ·mol-1
则反应②的△H2= 。
（3）甲醇燃料电池的结构示意图如右。甲醇进入 极（填“正”或“负”），该极发生的电极反应为 。
（4）已知H—H键能为436 KJ/mol，H—N键能为391KJ/mol，根据化学方程式：
N2 （g）+ 3H2 （g）= 2NH3（g） ΔH=" —92.4" KJ/mol，则N≡N键的键能是 。
参考答案：（13分）（1）CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ＝
本题解析：
试题分析：（1）根据已知条件可知，甲醇燃烧的热化学方程式为CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ＝ CO2(g) + 2H2O(l) △H =－726.51 kJ/mol。
（2）根据盖斯定律可知，②－①即得到H2(g)+O2(g)＝H2O(g)，所以该反应的△H＝△H2－49.0 kJ·mol-1＝－241.8 kJ·mol-1，解得△H2＝－192.8 kJ·mol-1 。
（3）原电池中负极失去电子，正极得到电子。所以甲醇在负极通入。由于含有氢离子交换膜，因此负极电极反应式是CH3OH+ H2O－6e－＝CO2 + 6H+。
（4）反应热等于反应物中化学键的断裂吸收的能量和形成化学键时所放出的能量的差值。因此根据键能可知，ΔH＝x＋2×436kJ/mol－2×3×391kJ/mol＝—92.4 KJ/mol，解得x＝945．6KJ/mol，即氮氮三键键能是945．6KJ/mol。
考点：考查热化学方程式、电极反应式的书写、依据反应热的有关计算等
点评：在计算反应热时除根据盖斯定律外，还可以利用键能进行计算。因为化学反应的实质就是旧键断裂。新键形成的过程。
本题难度：困难
5、填空题 (15分)能源、环境与人类生活和社会发展密切相关，研究它们的综合利用有重要意义。
（1）氧化—还原法消除氮氧化物的转化：
①反应Ⅰ为：NO＋O3＝NO2＋O2，生成11.2 L O2(标准状况)时，转移电子的物质的量是 mol。
②反应Ⅱ中，当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2时，反应的化学方程式是 。
（2）硝化法是一种古老的生产硫酸的方法，同时实现了氮氧化物的循环转化，主要反应为：NO2(g)＋SO2(g)
SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1已知：2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1写出NO和O2反应生成NO2的热化学方程式 。
（3）某化学兴趣小组构想将NO转化为HNO3，装置如下图，电极为多孔惰性材料。则负极的电极反应式是 。
（4）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)
CH3OCH3(g)+3H2O(g)；
①该反应平衡常数表达式为K＝ 。
②已知在某压强下，该反应在不同温度、不同投料比时，CO2的转化率如图所示。该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“＝”)0。
（5）合成气CO和H2在一定条件下能发生如下反应：CO(g) +2H2(g)
CH3OH(g) △H<0。在容积均为VL的I、Ⅱ、Ⅲ三个相同密闭容器中分别充入amol CO和2a mol H2，三个容器的反应温度分别为T1、T2、T3且恒定不变，在其他条件相同的情况下，实验测得反应均进行到t min时CO的体积分数如图所示，此时I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中一定达到化学平衡状态的是 ；若三个容器内的反应都达到化学平衡时，CO转化率最大的反应温度是 。
参考答案：⑴①1（2分）②6NO2＋4CO(NH2)2＝7N2＋8H2
本题解析：
试题分析：（1）氧化—还原法消除氮氧化物的转化：
①标准状况下11.2L氧气的物质的量是0.5mol，则根据反应NO＋O3＝NO2＋O2可知生成11.2 L O2时，消耗NO是0.5mol。氮元素的化合价从＋2价升高到＋4价，失去2个电子，所以转移电子的物质的量是0.5mol×2＝1mol。
②反应Ⅱ中，当n(NO2)∶n[CO(NH2)2]＝3∶2时，根据原子守恒可知除了生成氮气外，还有CO2和水生成，所以反应的化学方程式是6NO2＋4CO(NH2)2＝7N2＋8H2O＋4CO2。
（2）已知：①NO2(g)＋SO2(g)SO3(g)＋NO(g) △H＝－41.8 kJ·mol－1，②2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g) △H＝－196.6 kJ·mol－1，则根据盖斯定律可知②—①×2即可得到NO和O2反应生成NO2的热化学方程式2NO(g)+O2(g) ＝ 2NO2(g) △H＝－113.0 kJ/mol。
（3）原电池中负极失去电子，发生氧化反应，因此NO在负极通入失去电子转化为硝酸根，电极反应式是NO－3e－＋2H2O＝NO3－＋4H+。
（4）将燃煤废气中的CO2转化为二甲醚的反应原理为：2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g)；
①化学平衡常数是在一定条件下，当可逆反应达到平衡状态时，生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值，所以根据方程式可知该反应平衡常数表达式为K＝c(CH3OCH3)×c3(H2O)]/[c2(CO2)×c6(H2)。
②根据图像可知在投料比相同的条件下，升高温度CO2的转化率降低，这说明升高温度平衡向逆反应方向进行，所以正反应是放热反应，即该反应的ΔH<0。
（5）随着反应的进行CO逐渐被消耗，含量逐渐降低，当达到平衡状态以后CO的含量最低。由于正反应是放热反应，升高温度平衡向逆反应方向进行，所以CO的含量又逐渐增大。根据图像可知I、Ⅱ、Ⅲ三个容器中CO最高的是Ⅲ，最低的是Ⅱ，这说明温度由T1到T2时CO的含量降低，反应向正反应方向进行，即I一定没有达到平衡状态。温度由T2到T3时CO的含量升高，说明反应向逆反应方向进行，所以Ⅲ一定是平衡状态，而Ⅱ可能是平衡状态，所以一定达到化学平衡状态的是Ⅲ。温度低有利于CO的转化，所以若三个容器内的反应都达到化学平衡时，CO转化率最大的反应温度是T1。
考点：考查氧化还原反应、盖斯定律、外界条件对平衡状态对影响和计算以及电极反应式等
本题难度：困难