高考化学试题《热化学方程式》练习题 - 高考化学题库

高考化学试题《热化学方程式》练习题(四)

2019-07-04 00:02:43 【大中小】

1、填空题发射卫星用N2H4作燃料，NO2作氧化剂，两者反应生成N2和水蒸气，
已知：N2（g）+O2（g）=2NO2（g）△H1=+67.7kJ/mol
N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H2=-534kJ/mol
试写出N2H4与?NO2反应的热化学方程式______．

参考答案：①N2（g）+O2（g）=2NO2（g）△H1=+67.7kJ/mol
②N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H2=-534kJ/mol
依据盖斯定律：②×2-①得到：2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1135.7KJ/mol；
故答案为：2N2H4（g）+2NO2（g）=3N2（g）+4H2O（g）△H=-1135.7KJ/mol．

本题解析：

本题难度：一般

2、填空题根据下列条件计算有关反应的焓变：
(1)已知：
Ti(s)＋2Cl2(g)===TiCl4(l) ΔH＝－804.2 kJ·mol－1
2Na(s)＋Cl2(g)==="2NaCl(s)" ΔH＝－882.0 kJ·mol－1
Na(s)===Na(l) ΔH＝＋2.6 kJ·mol－1
则反应TiCl4(l)＋4Na(l)===Ti(s)＋4NaCl(s)的ΔH＝ kJ·mol－1。
(2)已知下列反应数值：

序号	化学反应	反应热
①	Fe2O3(s)＋3CO(g)=== 2Fe(s)＋3CO2(g)	ΔH1＝－26.7 kJ·mol－1
②	3Fe2O3(s)＋CO(g)===2Fe3O4(s)＋CO2(g)	ΔH2＝－50.8 kJ·mol－1
③	Fe3O4(s)＋CO(g)===3FeO(s)＋CO2(g)	ΔH3＝－36.5 kJ·mol－1
④	FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)	ΔH4

则反应④的ΔH4＝ kJ·mol－1。

参考答案：(1)－970.2 (2)＋7.3

本题解析：(1)由已知反应得：
TiCl4(l)===Ti(s)＋2Cl2(g) ΔH＝＋804.2 kJ·mol－1①
4Na(s)＋2Cl2(g)==="4NaCl(s)" ΔH＝－1764.0 kJ·mol－1②
4Na(s)===4Na(l) ΔH＝＋10.4 kJ·mol－1。③
根据盖斯定律，将①＋②－③得：
TiCl4(l)＋4Na(l)===Ti(s)＋4NaCl(s)ΔH＝＋804.2 kJ·mol－1－1 764.0 kJ·mol－1－10.4 kJ·mol－1＝－970.2 kJ·mol－1。
(2)根据盖斯定律，将(①×3－②－③×2)/6得：
FeO(s)＋CO(g)===Fe(s)＋CO2(g)，则ΔH4＝(ΔH1×3－ΔH2－ΔH3×2)/6≈＋7.3 kJ·mol－1。

本题难度：一般

3、填空题  （每空2分，共6分）依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
（1）在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22．68 kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为________________________________________________。
（2）写出稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式(中和热为－57．3kJ/mol)： ___________________________________________________。
（3）肼可作为火箭发动机的燃料，与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知：①N2(g)+2O2(g)= N2O4（1）    △H1= -19．5kJ·mol-1
②N2H4（1） + O2(g)= N2(g) + 2 H2O（g）   △H2= -534．2kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式

参考答案：（1）．CH3OH（l）+3/2O2（g）===CO2（g）+2H2O（l） △H= —725．8 kJ/mol
（2）1/2H2SO4(aq)＋NaOH(aq)＝1/2Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57．3 kJ/mol
（3）2N2H4（1）+N2O4（1）==3N2(g)+4H2O(g) △H= -1048．9kJ·mol-1

本题解析：在25 ℃、101 kPa下，1 g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22．68 kJ，故1mol甲醇完全燃烧放出热量为：22．68×32=725．68 kJ/mol，故甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH（l）+3/2O2（g）===CO2（g）+2H2O（l） △H= —725．8 kJ/mol；中和热为酸碱中和生成1mol水的反应，故稀硫酸和稀氢氧化钠溶液反应表示中和热的热化学方程式1/2H2SO4(aq)＋NaOH(aq)＝1/2Na2SO4(aq)＋H2O(l) ΔH＝－57．3 kJ/mol；由盖斯定律可知：2N2H4（1）+N2O4（1）==3N2(g)+4H2O(g) △H=2×（-534．2 kJ/mol）-（-19．2 kJ/mol）= -1048．9kJ·mol-1。
考点：化学反应能量变化。

本题难度：一般

4、填空题（18分）为减小CO2对环境的影响，在限制其排放量的同时，应加强对CO2创新利用研究。
（1）如将CO2与H2以1:3的体积比混合。
①适当条件下合成某烃和水，该烃是___ _（填序号）。
A．烷烃
B．烯烃
C．炔烃
D．苯的同系物

②适当条件下合成燃料甲醇和水。在体积为2L的密闭容器中，充入2 mol CO2和6 mol H2，
一定条件下发生反应：CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g) △H=－49.0 kJ/mol
测得CO2（g）和CH3OH（g）的浓度随时间变化如图所示。

的转化率=              ；能使平衡体系中n（CH3OH）增大的措施有          。
（2）如将CO2与H2以1:4的体积比混合，在适当的条件下可制得CH4。
己知：①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O( l )      △H=－890. 3kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O（l）              △H=－571.6kJ/mol
则CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式是                。
（3）最近科学家提出“绿色自由”构想：把空气吹入碳酸钾溶液，然后再把CO2从溶液中提取出来，经化学反应后使空气中的CO2转变为可再生燃料甲醇。甲醇可制作燃料电池。写出以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池负极反应式                     。当电子转移的物质的量为________时，参加反应的氧气的体积是6.72L（标准状况下）。
（4）某同学用沉淀法测定含有较高浓度CO2的空气中CO2的含量，经查得一些物质在20℃的数据如下表。

溶解度（s）/g		溶度积（Ksp）
Ca(OH)2	Ba(OH)2	CaCO3	BaCO3
0.16	3.89	2.9×10-9	2.6×10-9

吸收CO2最合适的试剂是__ __（填“Ca(OH)2”或“Ba(OH)2”）溶液。

参考答案：（1）①B；② 平衡常数表达式K=；v(H2)＝0.225 mol/(L·min)； 75%；降低温度或加压或增大H2的量等；
（2）CO2(g) + 4H2(g) ==CH4(g)+ 2H2O(l) ΔH＝-253.9kJ/mol
（3）CH3OH-6e-+8OH-= CO32-＋6H2O； 1.2mol ；（4）Ba(OH)2 。

本题解析：（1）如将CO2与H2以1:3的体积比混合。①适当条件下合成某烃和水，根据质量守恒定律可得：2CO2+6H2=C2H4+4H2O所以该烃是烯烃，选项是B；②反应CO2(g) + 3H2(g) = CH3OH(g) + H2O(g)的平衡表达式是K=。v(H2) ：V(CO2)="3:1," V(CO2)=0.75mol/L÷10min=0.075mol/(L·min)，所以v(H2) ="3" V(CO2)=" 3×0.075mol/(L·min)=" 0.225 mol/(L·min)；从反应开始至平衡，CO2改变浓度是0.75mol/L，则H2改变浓度是2.25mol/L，所以氢气的转化率=(2.25mol/L÷3mol/L)×100%=75%；若使平衡体系中n（CH3OH）增大，则应该使平衡正向移动。根据平衡移动原理，可知采取的措施有降低温度或加压或增大H2的量等；（2）②×2—①，整理可得：CO2(g) + 4H2(g) ==CH4(g)+ 2H2O(l) ΔH＝-253.9kJ/mol；（3）以氢氧化钾为电解质的甲醇燃料电池中，通入甲醇的电极是负极，负极反应式是CH3OH-6e-+8OH-= CO32-＋6H2O； n(O2)= 6.72L÷22.4L/mol=0.3mol。由于在氧化还原反应中电子转移数目相等。所以n(e-)=0.3mol×4=1.2mol。（4）由于CaCO3、BaCO3的溶度积常数相差不大，而物质的溶解度：Ca(OH)2的溶解度小于Ba(OH)2,所以吸收CO2最合适的试剂是Ba(OH)2溶液。
考点：考查物质的火车产物、化学平衡常数的表达式、化学反应速率和物质的转化率的计算、热化学方程式的书写、燃料电池的反应原理、电子转移及气体吸收试剂的选择的知识。

本题难度：一般

5、填空题  （16分）制备氢气可利用碘硫热化学循环法，其原理示意图如下。

（1）已知：①2SO3(g)2SO2 (g) + O2 (g)          △H1
②H2SO4(l)SO3(g) + H2O(l)               △H2
2H2SO4(l)2SO2 (g) + O2(g) +2H2O（l）     △H3
则△H3=           （用△H1和△H2表示）
（2）上述热化学循环制氢要消耗大量的能量，从绿色化学角度，能量供应的方案是                   。
（3）碘化氢热分解反应为：2HI(g)H2(g)+I2(g)      △H＞0。则该反应平衡常数表达式：K=                      ；升温时平衡常数K            （选填“增大”或“减小”）
（4）本生(Bunsen)反应中SO2和I2及H2O发生反应为：
SO2+I2+2H2O=3H++HSO4─+2I─；I─+I2I3─。
①当起始时，SO2为1mol，水为16mol，溶液中各离子变化关系如下图，图中a、b分别表示的离子是       、      。

②在水相中进行本生反应必须使水和碘显著过量，但易引起副反应将反应器堵塞。写出浓硫酸与HI发生反应生成硫和碘的化学方程式：                                   。

参考答案：（1）△H1+2△H2（2分）
（2）用廉价的清洁能源供给能量（用太阳能、风能、核能及生物质能等作为能源）（2分）
（3）c(H2)·c(I2)/c2(HI) （3分）；增大（2分）；
（4）①H+、 I3－（各2分）；②6HI+H2SO4(浓)=3I2↓+S↓+4H2O（3分）

本题解析：（1）①+②×2，整理可得2H2SO4(l)2SO2 (g) + O2(g) +2H2O（l） △H3=△H1+2△H2；（2）上述热化学循环制氢要消耗大量的能量，从绿色化学角度，能量供应的方案是用廉价的清洁能源供给能量（用太阳能、风能、核能及生物质能等作为能源）（3）碘化氢热分解反应为：2HI(g)H2(g)+I2(g) △H＞0。化学平衡常数是可逆反应达到平衡状态时，各种生成物浓度幂之积与各种反应物浓度幂之积的比。则该反应平衡常数表达式：K=c(H2)·c(I2)/c2(HI)；由于该反应的正反应是吸热反应，根据平衡移动原理：升温时平衡向吸热的正反应方向移动，所以化学常数K增大；（4）①根据方程式中各种微粒的关系及图像显示的微粒的浓度变化可知：a表示的是H+；b表示的是I3－；②在水相中进行本生反应必须使水和碘显著过量，但易引起副反应将反应器堵塞。浓硫酸有强的氧化性，而HI有还原性，二者会发生氧化还原反应生成硫和碘，根据电子守恒和原子守恒，可得反应的化学方程式：6HI+H2SO4(浓)=3I2↓+S↓+4H2O。
考点：考查化学方程式和热化学方程式的书写、化学方案的设计、化学平衡常数的表达及影响因素的知识。

本题难度：困难

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