1、填空题 (4分) 已知:
①P4(S,白磷)+5O2(g)= P4O10(S)△H = —2983.2kJ?mol-1
②P(S,红磷
△H = —738.5kJ?mol-1
(1)写出白磷转化为红磷的热化学方程式: 。
(2)则对应下列化学反应过程中的能量变化图,能正确反映出由白磷转化为红磷的是[选填A ~ D] 。
参考答案:P4(s,白磷)= 4P(s,红磷) △H = —29.2kJ?mol-1(2分);B(2分)
本题解析:(1)根据盖斯定律可知,①-②×4即得到P4(s,白磷)= 4P(s,红磷),所以该反应的反应热△H =—2983.2kJ?mol-1+738.5kJ?mol-1×4=—29.2kJ?mol-1。
(2)根据热化学方程式可知,白磷转化为红磷的反应是放热反应,这说明白磷的总能量高于红磷的总能量,因此图像B是正确的,答案选B。
本题难度:一般
2、填空题 (3分)将煤转化为水煤气(CO和H2的混合气体)是通过化学方法将煤转化为洁净燃料的方法之一。煤转化为水煤气的主要化学反应为:C(s) + H2O(g)=CO(g) + H2(g);△H1。 已知:
①2H2(g) + O2(g) = 2H2O(g);△H2=-483.6kJ·mol-1
②2C(s) + O2(g) = 2 CO(g);△H3=-221.0kJ·mol-1
结合上述热化学方程式,计算得出△H1= 。
参考答案:
本题解析:略
本题难度:一般
3、填空题 (1)已知:H2(g)+O2(g)
H2O(g),反应过程中能量变化如图所示,则:

①a、b、c分别代表什么意义?
a ;
b ;
c 。
②该反应是
反应(填“吸热”或“放热”),ΔH
0(填“>”或“<”)。
(2)发射“天宫”一号的火箭使用的推进剂是液氢和液氧,这种推进剂的优点是 , 。(请写两条)
(3)已知:H2(g)+O2(g)
H2O(l) ΔH=-285.8 kJ·mol-1
H2(g)
H2(l) ΔH=-0.92 kJ·mol-1
O2(g)
O2(l) ΔH=-6.84 kJ·mol-1
H2O(l)
H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1
请写出液氢和液氧生成气态水的热化学方程式: 。
参考答案:(1)①1 mol H2分裂为H、0.5 mol O2分裂为O时吸收的热量 H、O结合生成1 mol H2O(g)放出的热量 1 mol H2和0.5 mol O2生成1 mol H2O(g)时,反应放出的热量
②放热 <
(2)相同质量时,氢气放出的热量多 产物为水,无污染(其他合理答案均可)
(3)H2(l)+O2(l)
H2O(g) ΔH=-237.46 kJ·mol-1
本题解析:(1)化学反应是旧键断裂(吸热)和新键生成(放热)的过程。该反应是吸热还是放热要看这两个过程中能量变化的相对大小。
(3)根据题中所给数据,可求出H2(l)+O2(l)
H2O(g)的焓变ΔH的数值,ΔH=(-285.8+0.92+×6.84+44.0) kJ·mol-1=-237.46 kJ·mol-1。
考点:化学反应与能量
本题难度:一般
4、填空题 日常饮用水中NO3一的含量是水质卫生检验的重要标准之一,达到一定浓度时会对人类健康产生危害,为了降低饮用水中NO3一的浓度,某兴趣小组提出如下方案:

请回答下列问题:
(1)该方案在调节pH时,若pH过大或过小都会造成 的利用率降低。
(2)已知过滤后得到的滤液中几乎不含铝元素。①在溶液中铝粉和NO3一反应的离子方程式为 。
②滤渣在空气中煅烧过程中涉及的相关反应方程式为
(3)用H2催化还原法也可降低饮用水中NO3—的浓度,已知反应中的还原产物和氧化产物均可参与大气循环,则催化还原法的离子方程式为 。
(4)饮用水中的NO3- 主要来自于NH4+。已知在微生物作用下,NH4+ 经过两步反应被氧化成NO3- 。两步反应的能量变化示意图如下:

试写出1 mol NH4+ (aq)全部氧化成NO3- (aq)的热化学方程式是 。
(5)固体a熔融电解时阴极反应式为
参考答案:(1)铝(或Al)(2分)
(2)①10Al+6NO3—+18H2O=10Al(OH)3↓+3N2↑+6OH—(2分)
②4Al+ 3O2
2 Al2 O3 2Al(OH)3
Al2 O3+3 H2O(各2分)
(3)5H2+2NO3—
N2↑+4H2O+2OH— (2分)
(或5H2+2NO3—+2H+
N2↑+6H2O)
(4)NH4+ (aq)+2O2(g)=2H+(aq)+NO3- (aq)+H2O(l) △H=-346 kJ·mol-1(2分)
(5)Al3++3e-= Al(2分)
本题解析:(1)由于铝能和酸或碱都能反应,该方案在调节pH时,若pH过大或过小都会造成铝(或Al) 的利用率降低。(2)①铝粉与硝酸根离子发生氧化还原反应生成固体,则固体为氢氧化铝,则硝酸被还原为氮气,则在溶液中铝粉和NO3
本题难度:困难
5、填空题 (14分)二甲醚(CH3OCH3)是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上以CO和H2为原料生产二甲醚CH3OCH3的新工艺主要发生三个反应:
①CO(g) + 2H2(g)
CH3OH(g) △H1=-Q1 kJ·mol-1
② 2CH3OH(g)
CH3OCH3(g)+ H2O(g) △H2=-Q2 kJ·mol-1
③ CO(g)+ H2O(g)
CO2(g) + H2(g) △H3=-Q3 kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)新工艺的总反应3H2(g)+ 3CO(g)
CH3OCH3(g)+ CO2(g)的热化学方程式为_________。
(2)工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:CO(g) + 2H2(g)
CH3OH (g) △H
下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(Κ)。
温度
| 250℃
| 300℃
| 350℃
|
K
| 2.041
| 0.270
| 0.012
|
①由表中数据判断ΔH 0 (填“>”、“=”或“<”)。能够说明某温度下该反应是平衡状态的是
A.体系的压强不变 B.密度不变
C.混合气体的相对分子质量不变 D.c(CO)=c(CH3OH)
②某温度下,将 2mol CO和 6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应 10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,计算此温度下的平衡常数K= 。
(3)工业生产是把水煤气中的混合气体经过处理后获得的较纯H2用于合成氨。合成氨反应原理为:N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH=-92.4kJ?mol-1。实验室模拟化工生产,在恒容密闭容器中冲入一定量N2和H2后,分别在不同实验条件下反应,N2浓度随时间变化如图。请回答下列问题:

①与实验Ⅰ比较,实验Ⅱ改变的条件为 。
②在实验Ⅲ中改变条件为采用比实验Ⅰ更高的温度,请在下图中画出实验I和实验Ⅲ中NH3浓度随时间变化的示意图。
参考答案:(1)3H2(g)+3CO(g)
CH3OCH3(g)+CO2 (g) △H=-(2Q1+Q2+Q3) kJ/mol(3分)
(2) ①ΔH<0 (2分) A、C (2分)②Κ=2.04 (2分)(3)①使用催化剂(2分)。
②
(3分)
本题解析:(1)比较①、②、③和总反应可知将①×2+②+③,可得:3H2(g)+ 3CO(g)
CH3OCH3(g)+ CO2(g),则△H=-(2Q1+Q2+Q3) kJ/mol;(2)①从表中的数据可以看出温度越高,化学平衡常数越小,说明升高温度,平衡逆向移动,那么该反应的正反应是放热反应,所以ΔH<0;A.该反应是气体体积改变的反应,如果没有达到平衡,那么体系的压强就会发生改变,所以压强不变说明气体的消耗速率和生成速率相等,反应达到了平衡,对;B. 反应体系中物质都是气体,不管在任何时刻气体密度都不变,不能甩密度判断反应是否达到了平衡,错;C.该反应是气体体积改变的反应,如果没有达到平衡,则气体的物质的量就会发生变化,根据M=m/n,物质的量发生改变,气体的相对分子质量就会改变,所以气体的相对分子质量不变,反应达到平衡状态,正确;D. c(CO)=c(CH3OH)不能说明物质的浓度不再改变,不能作判断反应达到了平衡,错;②根据条件可以列出如下方程式:
CO(g) + 2H2(g)
CH3OH (g)
c(起始)mol/L 1 3 0
c(变化)mol/L 0.8 1.6 0.8
c(平衡)mol/L 0.2 1.4 0.8
平衡常数K=c(CH3OH)/c(CO)·c2(H2)=0.8/(0.2×1.42)=2.04;(3)① 从图像可以看出实验Ⅰ和实验Ⅱ相比较,实验Ⅱ反应速率加快了,但是N2平衡浓度相等,说明平衡没有发生移动,所以改变的条件为加入了催化剂;②实验Ⅲ的温度比实验Ⅰ更高,那么达到平衡的时间更短,同时反应是放热反应,升高温度,平衡向逆向移动,NH3浓度更小,平衡时的浓度曲线应该在实验Ⅰ的下方,实验I和实验Ⅲ的NH3浓度随时间变化的示意图如下:
。
考点:盖斯定律的应用、化学平衡状态的判断、化学平衡常数的计算、化学平衡图像的认识和绘制。
本题难度:困难