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1、填空题 (12分)氮元素可以形成多种氢化物,如NH3、N2H4等。
(1)据报道,2016年中国将发射“天宫二号”空间实验室,并发射“神舟十一号”载人飞船和“天舟一号”货运飞船,与“天宫二号”交会对接。火箭升空需要高能燃料,通常用肼(N2H4)作燃料,N2O4作氧化剂。已知
N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.7kJ?mol-1
2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-113.0kJ?mol-1
N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ?mol-1
2NO2(g)
N2O4(g)△H=-52.7kJ?mol-1
写出气态肼在气态四氧化二氮中燃烧生成氨气和气态水的热化学方程式:______________.
(2)工业上以NH3和CO2为原料合成尿素[CO(NH2)2],反应的化学方程式为2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(g),该反应的平衡常数和温度关系如下所示:
T/℃
| 165
| 175
| 185
| 195
|
K
| 111.9
| 74.1
| 50.6
| 34.8
|
①该反应的△H 0(填“>”或“<”)。
②已知原料气中的氨碳比
为x,CO2的平衡转化率为a,在一定温度和压强下,a与x的关系如下图所示。a随着x的增大而增大的原因是__________。图中A点处,NH3的平衡转化率为__________。

(3)①在氢水加水稀释的过程中,NH3·H2O的电离程度____(填“增大”、“减小”或“不变”,下同),
的值__________。
②室温下,amol/L的(NH4)2SO4溶液的pH=5,原因是__________________(用离子方程式表示),该反应的平衡常数为__________(用含a的数学表达式表示)。
参考答案:(1)2N2H4(g)+N2O4(g)
3N2(g)+4H2O(g) ΔH="-1" 083.0 kJ·mol-1(2分)
(2)①<(1分) ②增大c(NH3),平衡正向移动,从而提高CO2的转化率(1分)42%(2分)
(3)①增大(1分) 不变(1分) ②NH4++H2O
NH3·H2O+H+(2分)
或
(2分)
本题解析:(1)由①N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+180.7kJ?mol-1
②2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)△H=-113.0kJ?mol-1
③N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)△H=-534.0kJ?mol-1
④2NO2(g)
N2O4(g)△H=-52.7kJ?mol-1
根据盖斯定律可知?×2-④-?-?得2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g),
△H=(-534.0kJ?mol-1)×2-(-52.7kJ?mol-1)-(180.7kJ?mol-1)-(-113.0kJ?mol-1)=-1083.0 kJ?mol-1,
即热化学方程式为2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g)△H=-1083.0 kJ?mol-1;(2)①随着温度升高,K值减小,正反应方向为放热,ΔH<0;②根据题给图象分析,增大氨气浓度平衡正向进行,从而提高二氧化碳的转化率;A点处x=3,原料气中的NH3和CO2的物质的量之比为3,二氧化碳转化率为63%,假设氨气为3mol,二氧化碳为1mol,则反应的二氧化碳为0.63mol,依据化学方程式
2NH3(g)+CO2(g)
CO(NH2)2(l)+H2O(l)反应的氨气为1.26mol,NH3的平衡转化率="1.26mol÷3mol×100%=42%" ;(3)①在氨水加水稀释的过程中,氨水的电离程度增大,电离平衡常数K值只与温度有关,不变;②室温下,amol/L的(NH4)2SO4溶液的pH=5,原因是铵根发生了水解:NH+H2O
NH3·H2O+H+;该反应的平衡常数为K=C(NH3·H2O)·C(H+)/C(NH4+)=
考点:考查盖斯定律、热方程式的书写,化学平衡常数及化学平衡的图像和计算,弱电解质的电离和盐类的水解。
本题难度:困难
2、填空题 (1)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) △H=-24.8kJ·mol-1
3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H=-47.4kJ·mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H=+640.5kJ·mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式:
。
(2)在压强为0.1 MPa条件下,容积为V L某密闭容器中a mol CO与 2a mol H2在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g);CO的转化率与温度、压强的关系如图所示。

①该反应的△H 0 (填“<”、“>”或“=”)。
②在温度容积不变的情况下,向该密闭容器再
增加a mol CO与 2a mol H2,达到新平衡时,CO的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)实验室中配制AgNO3溶液时通常需要向其中加入 ,目的是 ; AgCl在水中存在沉淀溶解平衡:
AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq)。25oC时,现将足量AgCl分别放入:①l00mL蒸馏水;②l0 0mL 0.2 mol?L-1AgNO3溶液;③100mL 0.1 mol?L-1氯化镁溶液;④100mL 0.1 mol?L-1氯化钠溶液。充分搅拌后,相同温度下Ag+浓度由大到小的顺序是 (填写序号)。
参考答案:(1)CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) △H=-218.0kJ/mol
(2)① <; ② 增大(3)硝酸 抑制Ag+水解
②①④③
本题解析:(1)CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式为CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) △H的计算如下,将3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g)加上Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) 乘以2,得到3Fe2O3(s)+ 3CO(g)=6FeO(s)+3CO2(g),化简得到Fe2O3(s)+ CO(g)=2eO(s)+CO2(g),
△H=1/3(-47.4kJ·mol-1+2×+640.5)=411.2kJ·mol-1,将Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)减去Fe2O3(s)+ CO(g)=2FeO(s)+CO2(g),化简得到2FeO(s)+2 CO(g)=2Fe(s)+2CO2(g) ,
△H=-24.8-411.2=-436kJ/mol,所以CO气体还原FeO固体得到Fe 固体和CO2气体的热化学反应方程式为CO(g)+FeO(s)===Fe(s)+CO2(g) △H=-218.0kJ/mol;
(2)①由图可以知道,温度升高,CO的转化率减小,所以该反应为放热反应,故△H<0,②在温度容积不变的情况下,向该密闭容器再增加a mol CO与 2a mol H2,达到新平衡时,相当于增大压强,反应向正方向移动,所以CO的转化率增大;
(3)由于银离子易水解,所以配制AgNO3溶液时通常需要向其中加入硝酸,目的是抑制Ag+水解,AgCl(s)
Ag+(aq)+Cl-(aq),在①l00mL蒸馏水;②l0 0mL 0.2 mol?L-1AgNO3溶液;③100mL 0.1 mol?L-1氯化镁溶液;④100mL 0.1 mol?L-1氯化钠溶液中,充分搅拌后,相同温度下Ag+浓度由大到小的顺序是②①④③。
考点:热化学方程式的书写,化学平衡
点评:本题考查了热化学方程式的书写,化学平衡,第一小题的计算比较繁杂,后面两个小题比较容易。
本题难度:困难
3、选择题 工业上制备纯硅反应的热化学方程式如下:SiCl4(g)+2H2(g) = Si(s)+4HCl(g)△H=+QkJ/mol(Q>0)某温度、压强下,将一定量反应物通入密闭容器进行以上反应(此条件下为可逆反应),下列叙述正确的是
[? ]
A.反应过程中,若增大压强能提高SiCl4的转化率
B.若反应开始时SiCl4为1 mol,则达平衡时,吸收热量为Q kJ
C.反应至4 min时,若HCl浓度为0.12 mol/L,则H2的反应速率为0.03 mol/(L·min)
D.当反应吸收热量为0.025Q kJ时,生成的HCl通入100 mL 1 mol/L的NaOH溶液恰好反应
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 已知下列数据

则下列热化学方程式不正确的是
[? ]
A、1/2H2(g)+1/2Cl2(g)==HCl(g) ;△H=-91.5kJ·mol-1
B、H2(g)+ Cl2(g)==2HCl(g) ;△H=-183kJ·mol-1
C、1/2H2(g)+1/2Cl2(g)==HCl(g) ;△H=+91.5kJ·mol-1
D、2HCl(g) ==H2(g)+ Cl2(g) ;△H=+183kJ·mol-1
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 现在城市居民使用的管道煤气的主要成分是H2、CO和少量CH4.H2、CO和CH4的燃烧热数据如下表
物质 | H2 | CO | CH4 燃烧热(kJ?mol-1) 285.8 283.0 890.3
|
(1)请写出H2、CO和CH4燃烧的热化学方程式.______;______;______.
(2)作为开发西部的西气东输工程的重要成就,西部天然气已全面进入上海、江苏境内,陆续成为城市居民使用的主要能源.使用管道煤气用户改用天然气,应调整灶具进气量阀门,即增大______(填“空气”或“天然气”)的进入量或减少______(填“空气”或“天然气”)的进入量.
参考答案:(1)燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量,所以H2、CO和CH4燃烧的热化学方程式为:
H2(g)+12O2(g)=H2O(l)△H=-285.8KJ/mol;
CO(g)+12O2=CO2(g)△H=-283.0KJ/mol;
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol
故答案为:H2(g)+12O2(g)=H2O(l)△H=-285.8KJ/mol;
CO(g)+12O2=CO2(g)△H=-283.0KJ/mol;
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol;
(2)由化学方程式的微观粒子个数比可知,燃烧相同体积的管道煤气和天然气时,天然气消耗的氧气多;燃烧管道煤气的灶具如需改燃天然气,灶具的改进方法是增大进风口;如果燃料不完全燃烧,能生成一氧化碳等污染环境的物质;所以使用管道煤气用户改用天然气,应调整灶具进气量阀门,即增大空气的进入量或减少天然气的进入量;
故答案为:空气,天然气;
本题解析:
本题难度:一般