高考化学试题《热化学方程式》试题巩固(2020年最新版)(四)
2021-02-18 06:39:37
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1、选择题 已知在25℃、101kPa下,1gC8H18(辛烷)燃烧生成CO2和液体水时放热48. 40kJ。表示上述反应的热化学方程式正确的是
[? ] A. C8H18 (l)+25/2O2(g)=8CO2 (g) +9H2O(g) ; △H= -48. 40kJ/mol B. 2C8H18 (l)+25O2(g)=16 CO2 (g) +18H2O(l) ; △H = -11036kJ/mol C. C8H18 (l)+25/2O2(g)=8CO2 (g) +9H2O(l) ; △H = +5518kJ/mol D. C8H18 (l)+25/2O2(g)=8CO2 (g) +9H2O(l) ; △H = -5518kJ/mol
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
2、填空题 利用太阳能分解水生成的氢气,在催化剂作用下氢气与二氧化碳反应生成甲醇,并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池。已知H2(g)、CO(g)和CH3OH(l)的燃烧热ΔH分别为-285.8 kJ·mol-1、-283.0 kJ·mol-1和-726.5 kJ·mol-1。请回答下列问题: (1)用太阳能分解10 mol水消耗的能量是 kJ。 (2)液态甲醇不完全燃烧生成一氧化碳气体和液态水的热化学方程式为 。 (3) 在容积为2 L的密闭容器中,由CO2和H2合成甲醇,反应式:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),在其他条件不变的情况下,考察温度对反应的影响,实验结果如下图所示(注:T1、T2均大于300 ℃):
 ①可逆反应的平衡常数表达式K= ②下列说法正确的是 A.温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇 的平均速率为v(CH3OH)= mol·L-1·min-1 B.该反应在T1时的平衡常数比T2时的小 C.该反应为放热反应 D.处于A点的反应体系从T1变到T2,达到平衡时 增大
| ③在T1温度时,将1 mol CO2和3 mol H2充入一密闭恒容容器中,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则容器内的压强与起始压强之比为 ; (4) 在直接以甲醇为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性,总反应式为 2CH3OH + 3O2=2CO2+4H2O,则正极的反应式为 ; 负极的反应式为 。[来
参考答案:(1)2858 (2)CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=" --" 443.5KJ·mol-1 (3)① ②C D ③ (4)O2+4H++4e-=2H2O CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+
本题解析:(1)1摩尔的氢气完全燃烧产生稳定的氧化物放出热量为285.8 kJ.则1mol的水分解产生1mol的氢气吸收热量285.8 kJ,则分解10 mol水吸收的能量是2858 kJ。(2) CO燃烧的热化学方程式为:①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H="-283kl/mol;" 液态甲醇完全燃烧的热化学方程式为:②CH3OH(l)+3/2(g)=CO2(g)+ +2H2O(l) △H=-726kl/mol②-①整理得CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l) △H=" -" 443.5KJ/mol. (3) ①可逆反应的平衡常数表达式K= .②A 温度为T1时,从反应开始到平衡,生成甲醇的平均速率为v(CH3OH)= .错误。B 由于在T1达到平衡时甲醇的物质的量浓度比在T2时大,说明平衡时K1>K2.错误。C.由于在温度为T2时先达到平衡,说明T2>T1。升高温度,甲醇的含量降低,说明平衡逆向移动。根据平衡移动原理,升高温度,化学平衡向吸热方向移动,故正反应为放热反应。正确。D. 处于A点的反应体系从T1升高到T2,达到平衡时n(H2) 增大,n(CH3OH)减小,所以n(H2)/n(CH3OH) 增大。正确。正确选项为CD。③开始时通入1 mol CO2和3 mol H2,充分反应达到平衡后,若CO2的转化率为α,则达到平衡时充分反应达到平衡后,若CO2为(1-α)mol, H2为3(1-α)mol, n(CH3OH)=" α" mol, n(H2O)=" α" mol. 由于是在一密闭恒容容器中,所以容器内的压强与起始压强之比为为反应前后的气体的物质的量的比。平衡时气体的物质的量为(1-α)mol+3(1-α)mol+α mol+ α mol.=(4-2α)mol,开始时气体的物质的量为4mol。故容器内的压强与起始压强之比为(4-2α)mol:4mol= 。(4) 以甲醇为燃料的燃料电池中,电解质溶液为酸性,电池的总反应式为2CH3OH + 3O2=2CO2+4H2O。通入甲醇的电极为负极,负极的反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+;通入氧气的电极为正极,正极的反应式O2+4H++4e-=2H2O 考点:考查热化学方程式的书写、外界条件对化学平衡的影响、化学平衡常数的计算、表达及燃料电池的反应原理等知识,
本题难度:困难
3、填空题 写出下列反应的热化学方程式: (1)10g乙烷(C2H6)气体完全燃烧生成液态水放出热量520kJ.______ (2)10gCaCO3高温分解吸收热量17.56kJ.______.
参考答案:(1)10g乙烷(C2H6)气体完全燃烧生成液态水放出热量520kJ,计算2mol乙烷完全燃烧放出热量=529KJ×2mol10g30g/mol=3120kJ,反应的热化学方程式为: 2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H20(l);△H=-3120kJ/mol; 故答案为:2C2H6(g)+7O2(g)=4CO2(g)+6H20(l);△H=-3120kJ/mol; (2)10gCaCO3高温分解吸收热量17.56kJ,计算1mol碳酸钙吸热=1mol×17.56kJ10g100g/mol=175.6kJ,反应的热化学方程式为:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g);△H=+175.6kJ/mol; 故答案为:CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g);△H=+175.6kJ/mol.
本题解析:
本题难度:一般
4、填空题 合成氨反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g),反应过程的能量变化如图所示。已知N2(g)与H2(g)反应生成17 g NH3(g),放出46.1 kJ的热量。
 请回答下列问题: (1)该反应通常用铁作催化剂,加催化剂会使图中E变_____(填“大”或“小”),E的大小对该反应的反应热有无影响?_ _。理由是_________ ; (2)图中ΔH=________kJ·mol-1; (3)起始充入2mol·L-1 N2和5.5 mol·L-1 H2,经过50 min,NH3的浓度为1mol·L-1, 则v(N2)=____________mol·L-1·min-1、C(H2)=______________mol·L-1; 已知NH3(g)= NH3 (l) ΔH=-Q kJ·mol-1,书写N2(g)+3H2(g)=2NH3 (l)的热化学方程式 ________ 。
参考答案:(1)小,无。△H取决于反应物的总能量和生成物的总能量差;(2)-92.2 (3)0.01 4 (4)N2(g) + 3H2(g) ? 2NH3(g) ΔH=-(92.2+Q)kJ·mol-1
本题解析:(1)用铁作催化剂可以降低反应活化能E,所以加催化剂会使图中E变变小;△H取决于反应物的总能量和生成物的总能量差,所以E的大小对该反应的反应热没有影响。 (2)NH3的物质的量为17g/17g·mol-1="1mol" △H="2×-46.1" kJ="-92.2" kJ(该反应为放热反应,符号为负) (3)NH3的变化浓度为1mol·L-1时,根据反应比,N2的浓度变化了0.5mol·L-1,v(N2)=0.5mol·L-1/50 min="0.01" mol·L-1;NH3的变化浓度为1mol·L-1时,根据反应比,H2的浓度变化了1.5 mol·L-1,C(H2)=5.5 mol·L-1-1.5 mol·L-1="4" mol·L-1 (4)N2(g) + 3H2(g) ? 2NH3(g) ΔH=-(92.2+Q)kJ·mol-1 考点:本题着重考查了化学反应热、化学反应速率计算的相关知识。
本题难度:一般
5、填空题 (10分)研究和开发CO2和CO的创新利用是环境保护和资源利用双赢的课题。在催化剂作用下,CO可用于合成甲醇:CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)。 (1)若在恒温恒压的条件下,向密闭容器中充入4 mol CO和8 mol H2,合成甲醇,平衡时CO的转化率与温度、压强的关系如图所示:
 ①该反应的正反应属于________反应(填“吸热”或“放热”)。 ②在0.1 MPa、100 ℃的条件下,该反应达到平衡时容器内气体的物质的量为_________mol。 (2)若在恒温恒容的条件下,向上述平衡体系中充入4 mol CO,8 mol H2,与(1)相比,达到平衡时CO转化率_______(填“增大”,“不变”或“减小”), 平衡常数K_______(填“增大”,“不变”或“减小”)。 (3)在上述合成甲醇的反应中需要用到H2做反应物,以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。已知:①CH4(g) + H2O(g) = CO(g) + 3H2(g) ΔH =" +206.2" kJ·mol-1 ②CH4(g) + CO2(g) =" 2CO(g)" + 2H2(g) ΔH =" +247.4" kJ·mol-1 则CH4和H2O(g)反应生成CO2和H2的热化学方程式为: 。
参考答案:(1) ①放热 (2分) ②8 (2分) (2)减小(2分) 不变 (2分)(3) CH4(g) + 2H2O(g) ="==" CO2(g) + 4H2(g) ΔH =" +165.0" kJ·mol-1 (2分)
本题解析:(1) ①从图看出,压强不变时,温度越高转化率越低,说明升高温度平衡向逆向移动,故反应为放热反应。②在0.1 MPa、100 ℃的条件下CO的转化率为0.5,根据反应方程式: CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)。 n(起始)/ mol 4 8 0 n(变化)/ mol 2 4 2 n(平衡)/mol 2 4 2 所以平衡时气体总物质的量为8mol. (2)反应是一个气体压强减小的反应,如果在恒温恒容的条件下反应,相对于(1)是减小了压强,平衡向逆向移动,CO的转化率减小。平衡常数只与温度有关,温度没有变,平衡常数不发生改变。 (3)将①×-②可得CH4和H2O(g)的反应方程式,则ΔH =206.2×2-247.4="+165.0" kJ·mol-1,故CH4和H2O(g)反应生成CO2和H2的热化学方程式为:CH4(g) + 2H2O(g) ="==" CO2(g) + 4H2(g) ΔH =" +165.0" kJ·mol-1 考点:化学平衡图像、化学平衡的移动和热化学方程式的计算。
本题难度:困难
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