内容正文:
专题01 化学反应的热效应
5大高频考点概览
考点01 反应热与焓变
考点02 热化学方程式
考点03 中和热和燃烧热
考点04 能量过程图像分析
考点05 利用盖斯定律计算反应热
地 城
考点01
反应热与焓变
考点03 离子方程式的书写和正误判断
考点04 离子共存
考点05 离子的检验与推断
1.(24-25高二上·天津南开中学·期末)和之间存在平衡: ,下列分析正确的是
A.1mol平衡混合气体中含1molN原子
B.2mol所具有的能量小于1mol所具有的能量
C.恒温时,缩小容器体积,压强变大,平衡正向移动,气体颜色变浅
D.恒容时,水浴加热,平衡逆向移动,气体颜色变深
2.(24-25高二上·天津南开区·期末)下列化学反应中,体系会从环境吸收热量的是
A.氢气与氯气反应 B.碳酸氢钠与盐酸反应
C.氧化钙与水反应 D.氨水与盐酸反应
3.(24-25高二上·天津滨海新区·期末)活化能和简单碰撞理论可以解释一些因素对化学反应速率的影响。研究发现,反应实际上是经过下列两个基元反应完成的:
ⅰ
ⅱ
反应过程中的能量变化如下图所示:
下列说法错误的是
A.反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应
B.反应ⅰ比反应ⅱ的活化能大
C.反应的
D.因为ⅰ中断开化学键吸收能量,所以
4.(24-25高二上·天津四校联考·期末)下列关于化学反应与热能的说法中,正确的是
A.与反应放出的热就是的燃烧热
B.氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应属于放热反应
C.已知(红磷,s)(白磷,s) ,吸热反应,则白磷比红磷稳定
D.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
5.(24-25高二上·天津四校联考·期末)甲醇在表面发生解离的反应机理如下图所示。下列说法正确的是
A.该反应的决速步为
B.为固体催化剂,可以提高甲醇的转化率
C.
D.总反应的
6.(24-25高二上·天津和平区·期末)某反应过程的能量变化如图所示,请填空。
(1)反应过程 (填“a”或“b”)有催化剂参与。
(2)该反应为 反应(填“放热”或“吸热”), (用m、n表示)。
7.(24-25高二上·天津南开区·期末)氮及其化合物在工农业生产,生活中有着重要作用。合成氨工业:,其化学平衡常数与温度的关系如下表所示。
T/℃
200
300
400
K
0.5
回答下列问题:
(1)比较、的大小: (填“>”“<”或“=”)。
(2)400℃时,反应的化学平衡常数的值为 。当某一时刻和、的物质的量浓度分别为、和时,则此时该反应 (填“>”“<”或“=”)。
(3)在恒温,恒容的密闭容器中,下列能作为合成氨反应达到平衡的依据的是 (填序号)。
a. b.混合气体的密度保持不变
c.容器内压强保持不变 d.、、的浓度之比为1:3:2
(4)工业生产中为了提高合成氨反应中的转化率,一般会加入稍过量的,这样的转化率会 (填“增大”“减小”或“无影响”)。
(5)已知反应、分子中化学键断裂时分别需要吸收945kJ、498kJ的能量,则分子中化学键断裂时需要吸收的能量为 kJ。
(6)下图是和1molCO反应生成和NO过程中能量变化示意图,其中,写出和CO反应的热化学方程式: 。
8.(24-25高二上·天津南开中学·期末)完成下列问题。
Ⅰ.已知几种化学键的键能和热化学方程式如下:
化学键
键能(kJ/mol)
a
b
c
x
d
(1) kJ/mol,则 。
Ⅱ.工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
(2)判断反应达到平衡状态的依据是_______
A.生成的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体平均相对分子质量不变
D.、CO、浓度都不再发生变化
(3)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数K。
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
①由表中数据判断该反应 (填“>”、“=”或“<”)0。
②某温度下,将2molCO和6mol充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 。
(4)要提高CO的转化率,可以采取的措施是 。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度` d.加入加压 e、加入惰性气体加压 f.分离出甲醇
Ⅲ.利用多晶铜高效催化电解制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现的连续转化。
(5)电解过程中向 (填“铂”或“多晶铜”)电极方向移动。
(6)铂电极产生的气体是 。
(7)多晶铜电极上的电极反应式为 。
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考点02
热化学方程式
1.(24-25高二上·天津和平区·期末)在和下,燃烧生成液态水放出的热量,则下列能表示氢气燃烧的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
2.(24-25高二上·天津南开区·期末)下列依据热化学方程式得到的结论正确的是
A.已知:,则白磷比红磷稳定
B.已知:;,则
C.已知: ,则含40.0gNaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和,放出热量57.3kJ
D.已知:,则氢气的燃烧热为
3.(24-25高二上·天津河东区·期末)化学反应常常伴随着热量的释放或吸收。下列说法正确的是
A.催化剂可降低反应的,加快反应速率
B.,则石墨比金刚石稳定
C.的燃烧热为,则
D.稀盐酸与稀氨水发生中和反应,生成时放出的热量等于57.3kJ
4.(24-25高二上·天津西青区·期末)下列叙述正确的是
A. kJ/mol,因此甲烷的燃烧热kJ/mol
B.常温下,将的醋酸溶液加水稀释,溶液中所有离子的浓度均降低
C.常温下能自发进行,该反应的
D.在一容积可变的密闭容器中反应达平衡后,保持温度不变,缩小体积,平衡正向移动,的值增大
5.(23-24高二上·天津重点校·期末)我国力争于2030年前做到碳达峰、2060年前实现碳中和,体现了中国对解决气候问题的担当。是目前大气中含量最高的一种温室气体。减弱温室效应的方法之一是将回收利用,科学家研究利用回收的制取甲醛。请回答下列问题:
(1)已知:①
②
写出和合成甲醛和水蒸气的热化学方程式 。
(2)一定条件下,将的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应。
下列说明反应已经达到平衡状态的是 (填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量不变 b.该反应的平衡常数保持不变
c.的体积分数保持不变 d.容器内气体密度保持不变
(3)在一定条件下,在容积恒定为的密闭容器中充入与在催化剂作用下合成甲醇:。转化率与温度、压强的关系如图所示:
① (填“”“”或“”)。该反应是 (填“吸”或“放”)热反应。
②图中b、c、d三点的化学平衡常数为、、,从大到小的顺序为 。
③比较体系中气体平均摩尔质量: (填“”“”或“”)。
④电解法制氢气。科研小组设计如图所示电解池,利用和在碱性电解液中制备水煤气(、),产物中和物质的量之比为。电极B是 极,生成水煤气的电极反应式为 。
6.(24-25高二上·天津部分区·期末)甲醇作为燃料,在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。
Ⅰ.汽油的主要成分之一是辛烷[]。甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料
(1)已知:,时,辛烷完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水,放出热量。该反应的热化学方程式为 。
(2)以和为原料合成甲醇,反应的能量变化如图所示。
①补全图:图中处应填入 。
②该反应需要加入铜—锌基催化剂。加入催化剂后,该反应 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
Ⅱ.已知:反应,某温度下,在的密闭容器中投入一定量的和,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(3)经测定,前内, ,则该反应的化学方程式为 。
(4)从反应开始到内,的转化率为 。
(5)下列条件的改变能加快上述反应的反应速率的是 。
①升高温度 ②保持压强不变,充入
③保持体积不变,充入 ④增加的浓度
(6)下列叙述能说明该反应达到化学平衡状态的是 。
a.混合气体的总物质的量不随时间变化而变化
b.单位时间内每消耗,同时生成
c.混合气体的密度不随时间变化而变化
d.混合气体的平均相对摩尔质量不随时间变化而变化
地 城
考点03
中和热和燃烧热
1.(24-25高二上·天津滨海新区·期末)已知下列两个反应的热化学方程式:
①
②
下列说法错误的是
A.与所具有的内能不同
B.热化学方程式②可表示甲烷的燃烧热
C.反应的
D.生成放出的热量大于
2.(24-25高二上·天津四校联考·期末)下列关于化学反应与热能的说法中,正确的是
A.与反应放出的热就是的燃烧热
B.氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应属于放热反应
C.已知(红磷,s)(白磷,s) ,吸热反应,则白磷比红磷稳定
D.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
3.(24-25高二上·天津南开中学·期末)用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.用装置甲定量测定化学反应速率
B.用装置乙实现反应:
C.用装置丙准确测定中和反应的反应热
D.用装置丁验证对分解反应有催化作用
4.(23-24高二上·天津滨海新区·期末)下列有关实验内容、实验装置和对应的实验目的均正确的是
A.测定中和热
B.测定氧气的生成速率
C.验证反应是吸热还是放热
D.制备氢氧化铁胶体
A.A B.B C.C D.D
5.(23-24高二上·天津和平区·期末)下列实验操作会使最终结果偏高的是( )
A.配制溶液,定容时俯视刻度线
B.用盐酸滴定溶液,起始读数时仰视
C.用湿润的pH试纸测定溶液的pH
D.测定中和热的数值时,将溶液倒入盐酸后,立即读数
6.(23-24高二上·天津宁河区·期末)下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知,则
B.,则的燃烧热
C.已知正丁烷(g)→异丁烷(g),则异丁烷比正丁烷稳定
D.和的相等
7.(24-25高二上·天津河东区·期末)定量分析是化学实验中重要的组成部分:
(1)某实验小组设计用的溶液与的盐酸置于如下图所示的装置中进行测定中和热的实验。
①从实验装置上看,还缺少 。
②该实验小组做了三次实验,每次取盐酸和溶液各,并记录如下原始数据:
实验序号
起始温度
终止温度
温差
盐酸
溶液
平均值
1
25.1
24.9
25.0
28.3
3.3
2
25.1
25.1
25.1
28.5
3.4
3
25.1
25.1
25.1
28.6
3.5
已知盐酸、溶液密度均近似为,中和后混合液的比热容,则该反应的中和热 ;(计算结果保留1位小数)
③用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 。(填“偏大”“偏小”“无影响”)
(2)某学生用的标准溶液测定某市售白醋的含酸量(国家标准规定酿造白醋中醋酸含量不得低于),其操作分解为如下几步:
A.移取待测白醋注入洁净的锥形瓶,并加入2~3滴酚酞
B.调节液面至“0”或“0”以下某一刻度,记下读数
C.把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充满溶液
D.取标准溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上
E.用标准溶液润洗碱式滴定管2~3次
F.把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度
①正确操作步骤的顺序是(填字母)A→ →F;
②若无上述E步骤操作,则测定结果会 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”);
③在A步骤之前,若先用待测液润洗锥形瓶,则对滴定结果的影响是 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”);
④到达滴定终点的现象是 ;
⑤滴定至终点消耗溶液,则该白醋中醋酸含量为 ,由此可知该白醋是否符合国家标准。
8.(23-24高二上·天津红桥区·期末)反应热及数据广泛应用于科学研究和工业生产方面。
(1)若1g石墨完全燃烧放出的热量为akJ,则石墨完全燃烧的热化学方程式为 。
(2)“长征2F”运载火箭使用N2O4和C2H8N2作推进剂。12.0g液态C2H8N2在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2、H2O三种气体,放出510kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(3)键能指气态分子解离为气态原子所需的能量。已知,其中H—H、O=O、O—H的键能依次为、、,又知,则氢气的燃烧热 。
(4)测定中和反应的反应热的实验步骤如下:①用量筒量取盐酸倒入内筒中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取溶液,测出溶液温度;③将溶液沿玻璃棒缓慢倒入内筒中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。上述实验步骤中一处不合理的操作应改成 。如果采用氨水代替氢氧化钠溶液,测得的中和反应的反应热 (“偏大”“偏小”或“相等”)。
(5)理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应的能量变化如图。
①稳定性:HCN HNC(填“>”、“<”或“=”)。
②该异构化反应的ΔH= 。
(6)科学家用氮气和氢气制备肼,过程如下:
则 ΔH= kJ/mol(用含a、b、c的计算式表示)。
地 城
考点04
利用盖斯定律计算反应热
1.(24-25高二上·天津和平区·期末)已知:①
②
计算的 。
2.(24-25高二上·天津西青区·期末)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为: kJ·mol-1
Ⅰ、已知:①(石墨,s) kJ·mol-1
②(石墨,s) kJ·mol-1
(1) 。
Ⅱ、该反应在不同温度下的平衡常数如下。
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、、CO和各1.0mol,此时 (填“>”、“<”或“=”);反应经过10min后达到平衡,该时间范围内反应的平均反应速率 。
(3)下列叙述中能表示该反应达到平衡状态的是_______
A.单位时间内消耗nmolCO的同时生成nmol
B.容器中气体压强不再变化
C.容器中气体物质的量不再变化
D.混合气体的密度不再变化
(4)欲提高高炉中CO的平衡转化率,可采取的措施是_______
A.减少Fe的量 B.增加的量
C.移出部分 D.加入合适的催化剂
Ⅲ、已知化学反应:
①
②
③
三个反应的平衡常数分别为、和。
(5) 0(填“>”、“<”或“=”)。
(6)根据反应①和反应②可推导出、和的关系式: 。
3.(24-25高二上·天津河东区·期末)二氧化碳是常见的温室气体,其回收利用是环保领域研究的热点课题。
(1)已知:
①
②
则与反应生成乙烯和水蒸气的热化学方程式为 。
(2)研究表明CO和在一定条件下可以合成甲醇,反应的化学方程式为:。往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4mol,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①、的大小关系是 (填或“>”“<”或“=”)A、B、C三点的平衡常数、、由大到小关系是 。
②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是 (填字母)。
A. B.的体积分数不再改变
C.混合气体的密度不再改变 D.同一时间内,消耗,生成0.02molCO
③上述投料在、压强下,平衡时的体积分数是 ;平衡常数是 ;平衡后再加入1.0molCO,2mol,1mol,则化学平衡会 (填“正向移动、逆向移动、不移动”)。
④在、压强时,若压强恒定为p,则平衡常数= (用气体平衡分压代替气体平衡浓度,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含p的最简表达式)。
4.(24-25高二上·天津五区县重点校·期末)开展含碳(、CO、等)化合物研究对保障我国能源安全具有重要意义。回答下列问题。
(1)已知 ; ,则 (用含、的代数式表示)
(2)T℃、1L固定体积的密闭容器中充入1mol CO和1mol (g),发生反应的,5min后达到平衡,CO的平衡转化率为50%,则5min内用表示的化学反应速率为 。
(3) 。该反应能够自发进行的条件是(填“高温”或“低温”) 。
(4)在恒温恒容下,下列能说明反应达到平衡状态的是(填字母) 。
A. B.
C.容器中混合气体密度保持不变 D.容器中混合气体平均摩尔质量保持不变
(5)在密闭容器中投入1mol CO和2mol ,发生反应。实验测得CO的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图所示。
①该反应的正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
② (填“>”或“<”)。
③n点对应平衡体系的容积为2L,该温度下反应的平衡常数K= 。
(6)甲醇()燃料电池以甲醇为燃料,其工作原理如图所示。
负极反应式为 。
5.(23-24高二上·天津南开区·期末)二甲醚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。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。回答下列问题:
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① kJ⋅mol
② kJ⋅mol
③ kJ⋅mol
总反应:的 ;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是 (填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
(2)已知反应②某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
浓度/(mol·L)
0.44
0.6
0.6
①比较此时正、逆反应速率的大小: (填“>”、“<”或“=”)。
②若加入后,经10 min反应达到平衡,此时 mol/L;该时间内反应速率 。
6.(23-24高二上·天津红桥区·期末)反应热及数据广泛应用于科学研究和工业生产方面。
(1)若1g石墨完全燃烧放出的热量为akJ,则石墨完全燃烧的热化学方程式为 。
(2)“长征2F”运载火箭使用N2O4和C2H8N2作推进剂。12.0g液态C2H8N2在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2、H2O三种气体,放出510kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(3)键能指气态分子解离为气态原子所需的能量。已知,其中H—H、O=O、O—H的键能依次为、、,又知,则氢气的燃烧热 。
(4)测定中和反应的反应热的实验步骤如下:①用量筒量取盐酸倒入内筒中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取溶液,测出溶液温度;③将溶液沿玻璃棒缓慢倒入内筒中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。上述实验步骤中一处不合理的操作应改成 。如果采用氨水代替氢氧化钠溶液,测得的中和反应的反应热 (“偏大”“偏小”或“相等”)。
(5)理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应的能量变化如图。
①稳定性:HCN HNC(填“>”、“<”或“=”)。
②该异构化反应的ΔH= 。
(6)科学家用氮气和氢气制备肼,过程如下:
则 ΔH= kJ/mol(用含a、b、c的计算式表示)。
7.(23-24高二上·天津四校(杨柳青一中、咸水沽一中、四十七中、一百中学)·期末)党的二十大报告中强调“实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。的转化和利用是实现碳中和的有效途径。请回答下列问题:
(1)可以被溶液捕获。室温下,若所得溶液,溶液 (已知:室温下,的;)。
(2)已知:①
② ,
③
则反应③中 ,该反应的。自发条件是 (填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”),该反应中活化能 (填“>”或“<”)(逆)。
(3)在某压强下,上述反应③在不同温度、不同投料比时,的平衡转化率如图所示。温度下,将和充入的密闭容器中,后达到平衡状态。
①三者之间的大小关系为 。
②达到化学平衡状态时,下列有关叙述正确的是 (填字母序号)。
A.容器内气体压强不再发生改变
B.正、逆反应速率相等且均为零
C.向容器内再通入和,重新达平衡后体积分数增大
D.向容器内通入少量氦气,则平衡向正反应方向移动
(4)近年来,有研究人员用通过电催化生成多种燃料,实现的回收利用,其工作原理如图所示。请写出电极上产生的电极反应式: 。
8.(23-24高二上·天津重点校·期末)我国力争于2030年前做到碳达峰、2060年前实现碳中和,体现了中国对解决气候问题的担当。是目前大气中含量最高的一种温室气体。减弱温室效应的方法之一是将回收利用,科学家研究利用回收的制取甲醛。请回答下列问题:
(1)已知:①
②
写出和合成甲醛和水蒸气的热化学方程式 。
(2)一定条件下,将的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应。
下列说明反应已经达到平衡状态的是 (填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量不变 b.该反应的平衡常数保持不变
c.的体积分数保持不变 d.容器内气体密度保持不变
(3)在一定条件下,在容积恒定为的密闭容器中充入与在催化剂作用下合成甲醇:。转化率与温度、压强的关系如图所示:
① (填“”“”或“”)。该反应是 (填“吸”或“放”)热反应。
②图中b、c、d三点的化学平衡常数为、、,从大到小的顺序为 。
③比较体系中气体平均摩尔质量: (填“”“”或“”)。
④电解法制氢气。科研小组设计如图所示电解池,利用和在碱性电解液中制备水煤气(、),产物中和物质的量之比为。电极B是 极,生成水煤气的电极反应式为 。
试卷第1页,共3页
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专题01 化学反应的热效应
5大高频考点概览
考点01 反应热与焓变
考点02 热化学方程式
考点03 中和热和燃烧热
考点04 能量过程图像分析
考点05 利用盖斯定律计算反应热
地 城
考点01
反应热与焓变
考点03 离子方程式的书写和正误判断
考点04 离子共存
考点05 离子的检验与推断
1.(24-25高二上·天津南开中学·期末)和之间存在平衡: ,下列分析正确的是
A.1mol平衡混合气体中含1molN原子
B.2mol所具有的能量小于1mol所具有的能量
C.恒温时,缩小容器体积,压强变大,平衡正向移动,气体颜色变浅
D.恒容时,水浴加热,平衡逆向移动,气体颜色变深
【答案】D
【详解】A.1molNO2含有1molN原子,1molN2O4含有2molN原子,现为可逆反应,为NO2和N2O4的混合气体,1 mol平衡混合气体中所含原子大于1 mol N,A错误;
B.该反应为放热反应,说明反应物总能量高于生成物总能量,即2mol所具有的能量大于1mol所具有的能量,B错误;
C.气体体积压缩,颜色变深是因为体积减小,浓度变大引起的,C错误;
D.放热反应,温度升高,平衡逆向移动,颜色加深,D正确;
答案选D。
2.(24-25高二上·天津南开区·期末)下列化学反应中,体系会从环境吸收热量的是
A.氢气与氯气反应 B.碳酸氢钠与盐酸反应
C.氧化钙与水反应 D.氨水与盐酸反应
【答案】B
【详解】A.氢气与氯气发生燃烧反应,放出大量的热,属于放热反应,故A错误;
B.碳酸氢钠与盐酸反应,发生过程中需要吸收热量,属于吸热反应,故B正确;
C.生石灰与水反应,放出大量的热,属于放热反应,故C错误;
D.氨水与稀盐酸发生酸碱中和反应,放出大量的热,属于放热反应,故D错误;
故选:B。
3.(24-25高二上·天津滨海新区·期末)活化能和简单碰撞理论可以解释一些因素对化学反应速率的影响。研究发现,反应实际上是经过下列两个基元反应完成的:
ⅰ
ⅱ
反应过程中的能量变化如下图所示:
下列说法错误的是
A.反应物的分子必须发生碰撞才能发生基元反应
B.反应ⅰ比反应ⅱ的活化能大
C.反应的
D.因为ⅰ中断开化学键吸收能量,所以
【答案】D
【详解】A.反应物的分子必须发生碰撞,使化学键断裂,才能发生基元反应,A正确;
B.由图像可知,反应i的活化能比反应ii的活化能大,B正确;
C.ⅰ
ⅱ 根据盖斯定律,反应i+反应ii得到反应,则反应的,C正确;
D.因为ⅰ中断开化学键吸收能量大于形成化学键放出的能量,反应为吸热反应,所以,D错误;
答案选D。
4.(24-25高二上·天津四校联考·期末)下列关于化学反应与热能的说法中,正确的是
A.与反应放出的热就是的燃烧热
B.氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应属于放热反应
C.已知(红磷,s)(白磷,s) ,吸热反应,则白磷比红磷稳定
D.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
【答案】D
【详解】A.H2的燃烧然应该是1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量为燃烧热,A错误;
B.氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应属于吸热反应,B错误;
C.能量越低越稳定, ,吸热反应,白磷能量高于红磷,白磷不稳定,C错误;
D.根据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,D正确;
答案选D。
5.(24-25高二上·天津四校联考·期末)甲醇在表面发生解离的反应机理如下图所示。下列说法正确的是
A.该反应的决速步为
B.为固体催化剂,可以提高甲醇的转化率
C.
D.总反应的
【答案】A
【详解】A.从图中可以看出,第①步反应活化能最大,反应速率最慢,为该反应的决速步,则该反应的决速步为,A正确;
B.催化剂能改变反应途径从而改变反应速率,但不影响平衡状态,故不影响甲醇的转化率,B错误;
C.由图知,中反应物的总能量低于生成物的总能量,为吸热反应,故,C错误;
D.由图知,总反应中反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应,故,D错误;
故选A。
6.(24-25高二上·天津和平区·期末)某反应过程的能量变化如图所示,请填空。
(1)反应过程 (填“a”或“b”)有催化剂参与。
(2)该反应为 反应(填“放热”或“吸热”), (用m、n表示)。
【答案】(1)b
(2) 放热
【详解】(1)催化剂能降低反应的活化能,从图中分析,两曲线始态和终态能量分别相同,曲线b的活化能较低,说明反应过程b有催化剂参与。
(2)从图中分析可知,该反应反应物总能量高于生成物总能量,反应放出热量;=生成物的总能量-反应物的总能量,则;
7.(24-25高二上·天津南开区·期末)氮及其化合物在工农业生产,生活中有着重要作用。合成氨工业:,其化学平衡常数与温度的关系如下表所示。
T/℃
200
300
400
K
0.5
回答下列问题:
(1)比较、的大小: (填“>”“<”或“=”)。
(2)400℃时,反应的化学平衡常数的值为 。当某一时刻和、的物质的量浓度分别为、和时,则此时该反应 (填“>”“<”或“=”)。
(3)在恒温,恒容的密闭容器中,下列能作为合成氨反应达到平衡的依据的是 (填序号)。
a. b.混合气体的密度保持不变
c.容器内压强保持不变 d.、、的浓度之比为1:3:2
(4)工业生产中为了提高合成氨反应中的转化率,一般会加入稍过量的,这样的转化率会 (填“增大”“减小”或“无影响”)。
(5)已知反应、分子中化学键断裂时分别需要吸收945kJ、498kJ的能量,则分子中化学键断裂时需要吸收的能量为 kJ。
(6)下图是和1molCO反应生成和NO过程中能量变化示意图,其中,写出和CO反应的热化学方程式: 。
【答案】(1)>
(2) 2 >
(3)c
(4)减小
(5)1112.5
(6)
【详解】(1)该反应正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,生成物浓度减小,反应物浓度增大,所以K1>K2;
(2)400℃时,反应2NH3(g)⇌N2(g)+3H2(g)的化学平衡常数K的值和反应N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)的平衡常数呈倒数,所以,当测得NH3和N2、H2的物质的量浓度分别为3mol/L和2mol/L、1mol/L时,400℃时,浓度商Qc=,说明反应正向进行,因此有v(N2)正>v(H2)逆;
(3)N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g) △H<0,反应是气体体积减小的放热反应;
a.不同物质的正逆反应速率之比等于其计量数之比是平衡状态,3υ正(N2) =υ逆(H2)是平衡状态,υ正(N2) =3υ逆(H2)不是平衡状态,故a错误;
b.如果是在密闭容器中反应,质量不变,体积不变,密度始终不变,故b错误;
c.容器内压强不变,气体的物质的量不变,该反应达平衡状态,故c正确;
d.容器内各物质的浓度之比等于计量数之比,不能证明正逆反应速率相等,故d错误;
故答案为:c;
(4)工业生产中为了提高合成氨反应中H2的转化率,一般会加入稍过量的N2,这样做N2的转化率会减小;
(5)已知反应2N2O(g)⇌2N2(g)+O2(g)△H=-163kJ•mol-1,设1mol N2O(g)分子中化学键断裂时需要吸收的能量为x,则-163kJ/mol=(2x-2×945kJ/mol-498kJ/mol),解得x=1112.5kJ;
(6)如图是1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,反应焓变△H=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol,反应的热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) △H=-234kJ/mol。
8.(24-25高二上·天津南开中学·期末)完成下列问题。
Ⅰ.已知几种化学键的键能和热化学方程式如下:
化学键
键能(kJ/mol)
a
b
c
x
d
(1) kJ/mol,则 。
Ⅱ.工业上一般在恒容密闭容器中采用下列反应合成甲醇:
(2)判断反应达到平衡状态的依据是_______
A.生成的速率与消耗CO的速率相等
B.混合气体的密度不变
C.混合气体平均相对分子质量不变
D.、CO、浓度都不再发生变化
(3)下表所列数据是反应在不同温度下的化学平衡常数K。
温度
250℃
300℃
350℃
K
2.041
0.270
0.012
①由表中数据判断该反应 (填“>”、“=”或“<”)0。
②某温度下,将2molCO和6mol充入2L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得mol/L,则CO的转化率为 ,此时的温度为 。
(4)要提高CO的转化率,可以采取的措施是 。
a.升温 b.加入催化剂 c.增加CO的浓度` d.加入加压 e、加入惰性气体加压 f.分离出甲醇
Ⅲ.利用多晶铜高效催化电解制乙烯的原理如图所示。因电解前后电解液浓度几乎不变,故可实现的连续转化。
(5)电解过程中向 (填“铂”或“多晶铜”)电极方向移动。
(6)铂电极产生的气体是 。
(7)多晶铜电极上的电极反应式为 。
【答案】(1)
(2)CD
(3) ①<② 80% 250℃
(4)df
(5)铂
(6)和
(7)
【详解】(1)反应物总键能-生成物总键能,可得4a+b+2c-(x+4d)=-e,x=;
(2)A.生成的速率与消耗CO的速率均代表正反应速率,不能断反应达到平衡状态,A错误;
B.恒容密闭容器中,根据质量守恒,气体密度是定值,混合气体的密度不变,不能断反应达到平衡状态,B错误;
C.混合气体平均相对分子质量为,该反应为非等体积反应,混合气体平均相对分子质量不变,能断反应达到平衡状态,C正确;
D.、CO、各组分浓度都不再发生变化,能断反应达到平衡状态,D正确;
故选CD;
(3)①由表中数据,温度升高,K值减小,说明升温,平衡逆向移动,该反应<0;
②CO和起始浓度分别为1mol/L、3mol/L,达到平衡时测得mol/L,则CO的转化率为=80%;CO的转化量为0.8mol/L,平衡时CO、、浓度分别为0.2mol/L、1.4mol/L、0.8mol/L,K=,此时的温度为250℃;
(4)a.该反应是放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,故错误;
b.催化剂对平衡移动无影响,故错误;
c.增加CO的浓度,平衡向正反应方向移动,但CO的转化率降低,故错误;
d.加入H2加压,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的转化率增大,故正确;
e.加入惰性气体加压,参加反应的气体压强不变,平衡不移动,故错误;
f.分离出甲醇,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的转化率增大,故正确;
故选df;
(5)利用多晶铜高效催化电解制乙烯,在阴极发生还原反应生成乙烯,可知多晶铜电极为阴极,铂电极为阳极,电解过程中阴离子向阳极移动,向铂电极方向移动;
(6)铂电极为阳极,铂电极为惰性电极,阳极反应为,生成氧气,氢离子浓度增大,与反应生成二氧化碳;
(7)多晶铜电极为阴极,在阴极发生还原反应生成乙烯,电极反应式为。
地 城
考点02
热化学方程式
1.(24-25高二上·天津和平区·期末)在和下,燃烧生成液态水放出的热量,则下列能表示氢气燃烧的热化学方程式是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【分析】25℃、101kPa时,0.5mol 完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,则1mol完全燃烧生成液态水放出285.8kJ的热量,据此分析作答。
【详解】A.2mol完全燃烧生成液态水放出放出热量571.6kJ,不是285.8kJ,A项错误;
B.由分析可知,热化学方程式为,B项正确;
C.产物应是液态水,不是气态水,C项错误;
D.该反应是放热反应,则,D项错误;
答案选B。
2.(24-25高二上·天津南开区·期末)下列依据热化学方程式得到的结论正确的是
A.已知:,则白磷比红磷稳定
B.已知:;,则
C.已知: ,则含40.0gNaOH的稀溶液与浓硫酸完全中和,放出热量57.3kJ
D.已知:,则氢气的燃烧热为
【答案】B
【详解】A.由方程式可知,白磷转化为红磷的反应为放热反应,白磷能量高于红磷,物质能量越低越稳定,则能量低的红磷比白磷稳定,故A错误;
B.等物质的量的碳完全燃烧放出的热量多于不完全燃烧放出的热量,则碳完全燃烧的焓变小于不完全燃烧的焓变,所以a小于b,故B正确;
C.浓硫酸在溶液中稀释时放出大量的热,则浓硫酸与40.0gNaOH反应放出的热量大于57.3kJ,故C错误;
D.氢气的燃烧热为1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,则氢气的燃烧热大于241.8kJ/mol,故D错误;
故选:B。
3.(24-25高二上·天津河东区·期末)化学反应常常伴随着热量的释放或吸收。下列说法正确的是
A.催化剂可降低反应的,加快反应速率
B.,则石墨比金刚石稳定
C.的燃烧热为,则
D.稀盐酸与稀氨水发生中和反应,生成时放出的热量等于57.3kJ
【答案】B
【详解】A.催化剂可降低反应的活化能,加快反应速率,但不能改变反应的焓变,故A错误;
B.由热化学方程式可知,石墨转化为金刚石的反应是反应物总能量小于生成物总能量的吸热反应,物质的能量越高越不稳定,所以石墨比金刚石稳定,故B正确;
C.氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量,热化学方程式为,故C错误;
D.一水合氨在溶液中的电离过程为吸热过程,则稀盐酸与稀氨水发生中和反应,生成1mol水时放出的热量小于57.3kJ,故D错误;
故选B。
4.(24-25高二上·天津西青区·期末)下列叙述正确的是
A. kJ/mol,因此甲烷的燃烧热kJ/mol
B.常温下,将的醋酸溶液加水稀释,溶液中所有离子的浓度均降低
C.常温下能自发进行,该反应的
D.在一容积可变的密闭容器中反应达平衡后,保持温度不变,缩小体积,平衡正向移动,的值增大
【答案】C
【详解】A.H元素的指定产物是H2O(l),不是,因此甲烷的燃烧热,A错误;
B.稀释醋酸溶液时,溶液中氢离子浓度减小,温度不变,水的离子积常数不变,则溶液中c(OH-)增大,即溶液中并不是所有离子的浓度均降低,B错误;
C.由反应式可知,该反应的ΔS<0,若该反应在常温下能自发进行,即ΔH-TΔS<0,则,即该反应的ΔH<0,C正确;
D.缩小体积相当于增大压强,根据勒夏特列原理,平衡将向气体分子数减少的方向移动,即正向移动,但平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,即的值不变,D错误;
故选C。
5.(23-24高二上·天津重点校·期末)我国力争于2030年前做到碳达峰、2060年前实现碳中和,体现了中国对解决气候问题的担当。是目前大气中含量最高的一种温室气体。减弱温室效应的方法之一是将回收利用,科学家研究利用回收的制取甲醛。请回答下列问题:
(1)已知:①
②
写出和合成甲醛和水蒸气的热化学方程式 。
(2)一定条件下,将的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应。
下列说明反应已经达到平衡状态的是 (填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量不变 b.该反应的平衡常数保持不变
c.的体积分数保持不变 d.容器内气体密度保持不变
(3)在一定条件下,在容积恒定为的密闭容器中充入与在催化剂作用下合成甲醇:。转化率与温度、压强的关系如图所示:
① (填“”“”或“”)。该反应是 (填“吸”或“放”)热反应。
②图中b、c、d三点的化学平衡常数为、、,从大到小的顺序为 。
③比较体系中气体平均摩尔质量: (填“”“”或“”)。
④电解法制氢气。科研小组设计如图所示电解池,利用和在碱性电解液中制备水煤气(、),产物中和物质的量之比为。电极B是 极,生成水煤气的电极反应式为 。
【答案】(1)
(2)ac
(3) < 放 =>Kc < 阳
【详解】(1)已知① ,② ,根据盖斯定律,②-①得热化学方程式;
(2)①恒温恒容的密闭容器中,发生反应,
a.在全为气体的反应中,混合气体的平均相对分子质量=,物质的总质量不变,总物质的量与方程式中的化学计量数有关,化学计量数反应前后不同,所以当混合气体的平均相对分子质量不变时,说明反应已达平衡状态,故a正确;
b.平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,则不能说明反应达到平衡状态,故b错误;
c.生成物浓度不再变化说明反应已达平衡状态,所以,H2O的体积分数保持不变可以说明反应平衡,故c正确;
d.容器不变,全为气体,气体质量和体积不变,所以容器内气体密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故d错误;
故答案选ac;
(3)①由图可知当温度相同时,压强由到,CO的转化率增大,说明平衡正向移动,结合反应特征,增大压强平衡正向移动,则小于;由图可知压强一定时,升高温度CO转化率降低,可知平衡逆向移动,则该反应为放热反应;
②平衡常数只与温度有关,温度不变K不变,该反应为放热反应,温度升高K减小,b、d两点温度相同则=,c点温度高于bd,则最小,由此可得:=>Kc;
③由以上分析可知,由b到d的过程中压强增大,平衡正向移动,气体总质量不变,气体总物质的量减小,则平均摩尔质量增大,大于;
④由图中信息可知电极A上二氧化碳得电子转化为CO,该电极为阴极,则电极B为阳极;阴极上和得电子分别CO和,电极反应为:。
6.(24-25高二上·天津部分区·期末)甲醇作为燃料,在化石能源和可再生能源时期均有广泛的应用前景。
Ⅰ.汽油的主要成分之一是辛烷[]。甲醇可以替代汽油和柴油作为内燃机燃料
(1)已知:,时,辛烷完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水,放出热量。该反应的热化学方程式为 。
(2)以和为原料合成甲醇,反应的能量变化如图所示。
①补全图:图中处应填入 。
②该反应需要加入铜—锌基催化剂。加入催化剂后,该反应 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
Ⅱ.已知:反应,某温度下,在的密闭容器中投入一定量的和,两种气体的物质的量浓度随时间变化的曲线如图所示。
(3)经测定,前内, ,则该反应的化学方程式为 。
(4)从反应开始到内,的转化率为 。
(5)下列条件的改变能加快上述反应的反应速率的是 。
①升高温度 ②保持压强不变,充入
③保持体积不变,充入 ④增加的浓度
(6)下列叙述能说明该反应达到化学平衡状态的是 。
a.混合气体的总物质的量不随时间变化而变化
b.单位时间内每消耗,同时生成
c.混合气体的密度不随时间变化而变化
d.混合气体的平均相对摩尔质量不随时间变化而变化
【答案】(1)C8H18(l)+O2(g)═8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518 kJ/mol
(2) 1mol CO2(g)+3mol H2(g) 不变
(3) 0.075mol•L-1•s-1 3A(g)+B(g)⇌2C(g)
(4)75%
(5)①④
(6)ad
【详解】(1)已知:25℃、101kPa时,0.2mol辛烷完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水,放出1103.6kJ热量,则1mol C8H18(l)完全燃烧生成气态二氧化碳和液态水,放出热量==5518kJ,反应的热化学方程式为:C8H18(l)+O2(g)═8CO2(g)+9H2O(l) ΔH=-5518 kJ/mol;
(2)①以CO2(g)和H2(g)为原料合成甲醇,反应生成1mol甲醇和1mol水,根据质量守恒,需要1mol二氧化碳和3mol氢气,因此图中A处应填入1mol CO2(g)+3mol H2(g);
②加入催化剂,不能改变反应的焓变,因此ΔH不变;
(3)==0.075mol•L-1•s-1;由前4s内C的反应速率可知,前4s Δc(C)=0.05mol•L-1•s-1×4s=0.2mol•L-1,由图可知前4s Δc(A)=(0.8-0.5)mol•L-1=0.3mol•L-1,则a∶c=3∶2;反应开始至平衡时Δc(A)=(0.8-0.2)mol•L-1=0.6mol•L-1,Δc(B)=(0.5-0.3)mol•L-1=0.2mol•L-1,则a∶b=3∶1,则反应的化学方程式为3A(g)+B(g)⇌2C(g);
(4)由图像可知,从反应开始到12s内,A的转化率为=75%;
(5)①升高温度,化学反应速率加快,故①符合;
②保持压强不变,充入He,容器体积增大,反应物浓度减小,反应速率减慢,故②不符合;
③保持体积不变,充入He,反应物浓度不变,反应速率不变,故③不符合;
④增加A的浓度,化学反应速率加快,故④符合;
故答案为:①④;
(6))a.该反应前后气体物质的量会改变,则混合气体的总物质的量不随时间变化而变化时,说明该反应达到化学平衡状态,故a符合题意;
b.单位时间内每消耗3mol A,同时生成2mol C,表示的都是正反应速率,故不能据此判断反应是否达到平衡,故b不符合题意;
c.根据质量守恒定律,该反应前后气体质量m(g)不变,恒容条件下,由ρ=知密度始终不改变,所以不能据此判断反应是否达到平衡,故c不符合题意;
d.该反应前后气体质量m(g)不变、物质的量n(g)会改变,由知混合气体的平均摩尔质量不随时间变化而变化时,说明该反应达到化学平衡状态,故d符合题意;
故答案为:ad。
地 城
考点03
中和热和燃烧热
1.(24-25高二上·天津滨海新区·期末)已知下列两个反应的热化学方程式:
①
②
下列说法错误的是
A.与所具有的内能不同
B.热化学方程式②可表示甲烷的燃烧热
C.反应的
D.生成放出的热量大于
【答案】D
【详解】A.液态水与水蒸气状态不同,液态水转化为水蒸气是内能增大的过程,所具有的内能不同,故A正确;
B.燃烧热是指1mol可燃物质完全燃烧生成指定的化合物的反应热,热化学方程式②可表示甲烷的燃烧热,故B正确;
C.根据盖斯定律,由①×4-②可得CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(l)ΔH=4×(-285.8kJ•mol-1)-(-890.3kJ•mol-1)=-252.9kJ•mol-1<0,故C正确;
D.气态水的能量比液态水的高,故生成1molH2O(g)放出的热量小于285.8kJ,故D错误;
答案选D。
2.(24-25高二上·天津四校联考·期末)下列关于化学反应与热能的说法中,正确的是
A.与反应放出的热就是的燃烧热
B.氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应属于放热反应
C.已知(红磷,s)(白磷,s) ,吸热反应,则白磷比红磷稳定
D.化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关
【答案】D
【详解】A.H2的燃烧然应该是1molH2完全燃烧生成液态水放出的热量为燃烧热,A错误;
B.氯化铵晶体与氢氧化钡晶体的反应属于吸热反应,B错误;
C.能量越低越稳定, ,吸热反应,白磷能量高于红磷,白磷不稳定,C错误;
D.根据盖斯定律,化学反应的反应热只与反应体系的始态和终态有关,而与反应的途径无关,D正确;
答案选D。
3.(24-25高二上·天津南开中学·期末)用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是
A.用装置甲定量测定化学反应速率
B.用装置乙实现反应:
C.用装置丙准确测定中和反应的反应热
D.用装置丁验证对分解反应有催化作用
【答案】B
【详解】A.生成的氧气可从长颈漏斗逸出,不能测定反应速率,应改为分液漏斗,A错误;
B.Cu作阳极,石墨做阴极,可实现,B正确;
C.铁导热性好,会造成热量的散失,中和反应的反应热测定应用玻璃搅拌器,C错误;
D.温度、催化剂均能加快反应速率,在加热的基础上加催化剂,没有控制变量,因此不能验证FeCl3对H2O2分解有催化作用,D错误;
故选B;
4.(23-24高二上·天津滨海新区·期末)下列有关实验内容、实验装置和对应的实验目的均正确的是
A.测定中和热
B.测定氧气的生成速率
C.验证反应是吸热还是放热
D.制备氢氧化铁胶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.中和热的测定,缺少了环形玻璃搅拌器,故A错误;
B.过氧化氢在二氧化锰的催化作用下制备氧气,不能用长颈漏斗,否则生成的氧气会从长颈漏斗逸出,应该改为分液漏斗,故B错误;
C.若X中是吸热反应,集气瓶中空气压强减小,U形管内甲液面升高乙降低;若X中是放热反应,集气瓶中空气压强增大,U形管内甲液面降低乙升高,可以达到实验目的,故C正确;
D.制备氢氧化铁胶体的方法:饱和氯化铁溶液滴加到沸水中,溶液变为红褐色后停止加热,不能用硫酸铁饱和溶液,故D错误;
故选C。
5.(23-24高二上·天津和平区·期末)下列实验操作会使最终结果偏高的是( )
A.配制溶液,定容时俯视刻度线
B.用盐酸滴定溶液,起始读数时仰视
C.用湿润的pH试纸测定溶液的pH
D.测定中和热的数值时,将溶液倒入盐酸后,立即读数
【答案】A
【详解】A.配制溶液,定容时俯视刻度线,溶液的体积偏小,由c=可知所配溶液浓度偏高,故A正确;
B.用盐酸滴定溶液,起始读数时仰视,即起始时读数偏大,则滴定时消耗标准液的体积偏小,由c(测)=可知测定浓度偏低,故B错误;
C.用湿润的pH试纸测定溶液的pH,NaOH溶液被稀释,所测溶液的pH偏低,故C错误;
D.测定中和热的数值时,将溶液倒入盐酸后,立即读数,测定温度偏低,即放出的热量偏低,导致中和热数值偏低,故D错误;
故答案为A。
【点睛】本题考查常见定量实验的误差分析,准确理解实验原理是解题关键,如溶液配制过程中误差分析,只须紧扣c=,溶液中溶质和溶液体积的变化判断误差,而中和滴定同样根据c(测)=,结合消耗标准液的体积误差对测定结果影响分析即可。
6.(23-24高二上·天津宁河区·期末)下列有关热化学方程式的叙述正确的是
A.已知,则
B.,则的燃烧热
C.已知正丁烷(g)→异丁烷(g),则异丁烷比正丁烷稳定
D.和的相等
【答案】C
【详解】A.碳完全燃烧生成的是二氧化碳放出的热量比不完全燃烧生成一氧化碳的更多,故,选项A错误;
B.燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物所放出的热量,根据 ,则H2的燃烧热为285.8kJ/mol,选项B错误;
C.能量越低越稳定,由已知正丁烷(g)→异丁烷(g) ,可得异丁烷能量更低,异丁烷更稳定,选项C正确;
D.方程式的系数扩大或缩小几倍,对应的也要扩大或缩小几倍,故扩大一倍后不相等,选项D错误;
答案选C。
7.(24-25高二上·天津河东区·期末)定量分析是化学实验中重要的组成部分:
(1)某实验小组设计用的溶液与的盐酸置于如下图所示的装置中进行测定中和热的实验。
①从实验装置上看,还缺少 。
②该实验小组做了三次实验,每次取盐酸和溶液各,并记录如下原始数据:
实验序号
起始温度
终止温度
温差
盐酸
溶液
平均值
1
25.1
24.9
25.0
28.3
3.3
2
25.1
25.1
25.1
28.5
3.4
3
25.1
25.1
25.1
28.6
3.5
已知盐酸、溶液密度均近似为,中和后混合液的比热容,则该反应的中和热 ;(计算结果保留1位小数)
③用相同浓度和体积的氨水代替溶液进行上述实验,测得的中和热的数值会 。(填“偏大”“偏小”“无影响”)
(2)某学生用的标准溶液测定某市售白醋的含酸量(国家标准规定酿造白醋中醋酸含量不得低于),其操作分解为如下几步:
A.移取待测白醋注入洁净的锥形瓶,并加入2~3滴酚酞
B.调节液面至“0”或“0”以下某一刻度,记下读数
C.把盛有标准溶液的碱式滴定管固定好,调节滴定管尖嘴使之充满溶液
D.取标准溶液注入碱式滴定管至“0”刻度以上
E.用标准溶液润洗碱式滴定管2~3次
F.把锥形瓶放在滴定管的下面,用标准溶液滴定至终点并记下滴定管液面的刻度
①正确操作步骤的顺序是(填字母)A→ →F;
②若无上述E步骤操作,则测定结果会 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”);
③在A步骤之前,若先用待测液润洗锥形瓶,则对滴定结果的影响是 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”);
④到达滴定终点的现象是 ;
⑤滴定至终点消耗溶液,则该白醋中醋酸含量为 ,由此可知该白醋是否符合国家标准。
【答案】(1) 环形玻璃搅拌棒 偏小
(2) EDCB 偏高 偏高 当滴入最后半滴NaOH溶液时,溶液由无色恰好变为浅红色,且在半分钟内不褪色 0.036
【详解】(1)①由量热计的构造可知该装置的缺少仪器是环形玻璃搅拌棒;
②该实验测得平均温差为3.4℃,;该实验数据测出的中和热;
③若改用相同浓度和体积的氨水代替NaOH溶液进行上述实验,由于氨水电离会吸收热量,因此温度差减小,测得的中和热数值会偏小。
(2)①正确操作步骤的顺序是:润洗→装液→排气泡→调液面→记录数据→开始滴定,因此正确操作为EDCB。
②若不用标准溶液润洗碱式滴定管,NaOH溶液被稀释,滴定用到的NaOH溶液体积偏大,根据计算,测定结果偏高;
③若先用待测液润洗锥形瓶,醋酸的物质的量变大,则滴定结果偏高;
④到达滴定终点的现象是:当滴入最后半滴NaOH溶液时,溶液由无色恰好变为浅红色,且在半分钟内不褪色;
⑤c(CH3COOH)=,故原酿造食醋中醋酸含量为。
8.(23-24高二上·天津红桥区·期末)反应热及数据广泛应用于科学研究和工业生产方面。
(1)若1g石墨完全燃烧放出的热量为akJ,则石墨完全燃烧的热化学方程式为 。
(2)“长征2F”运载火箭使用N2O4和C2H8N2作推进剂。12.0g液态C2H8N2在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2、H2O三种气体,放出510kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(3)键能指气态分子解离为气态原子所需的能量。已知,其中H—H、O=O、O—H的键能依次为、、,又知,则氢气的燃烧热 。
(4)测定中和反应的反应热的实验步骤如下:①用量筒量取盐酸倒入内筒中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取溶液,测出溶液温度;③将溶液沿玻璃棒缓慢倒入内筒中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。上述实验步骤中一处不合理的操作应改成 。如果采用氨水代替氢氧化钠溶液,测得的中和反应的反应热 (“偏大”“偏小”或“相等”)。
(5)理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应的能量变化如图。
①稳定性:HCN HNC(填“>”、“<”或“=”)。
②该异构化反应的ΔH= 。
(6)科学家用氮气和氢气制备肼,过程如下:
则 ΔH= kJ/mol(用含a、b、c的计算式表示)。
【答案】(1)C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-12akJ/mol
(2) ΔH=-2550 kJ/mol
(3)-285kJ/mol
(4) 将NaOH溶液迅速倒入内筒中 偏大
(5) > +59.3
(6)(-a+b+c)
【详解】(1)燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;若1g石墨(为)完全燃烧放出的热量为akJ,则石墨完全燃烧的热化学方程式为C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-12akJ/mol;
(2)12.0g液态C2H8N2(为0.2mol)在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2、H2O三种气体,放出510kJ热量,则该反应的热化学方程式为 ΔH=-2550 kJ/mol;
(3)反应的焓变等于反应物键能减去生成物的键能,则①;②,燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,由盖斯定律可知,①-②得:-285kJ/mol;
(4)中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应,且实验中要尽量操作迅速,且保证热量尽量不散失,防止产生实验误差;上述实验步骤中一处不合理的操作应改成将NaOH溶液迅速倒入内筒中。如果采用氨水代替氢氧化钠溶液,氨水为弱碱,电离吸热,测得的中和反应放出热量减小,则反应热偏大;
(5)①物质能量越低越稳定,故稳定性:HCN>HNC;
②由图可知,该异构化反应为吸热反应,ΔH=+59.3。
(6)已知:
①
②
③
由盖斯定律可知,①+②-③则 ΔH=(-a+b+c) kJ/mol。
地 城
考点04
利用盖斯定律计算反应热
1.(24-25高二上·天津和平区·期末)已知:①
②
计算的 。
【答案】
【详解】根据盖斯定律,目标反应可看作为由反应②反应①所得,则。
故答案为:。
2.(24-25高二上·天津西青区·期末)高炉炼铁是冶炼铁的主要方法,发生的主要反应为: kJ·mol-1
Ⅰ、已知:①(石墨,s) kJ·mol-1
②(石墨,s) kJ·mol-1
(1) 。
Ⅱ、该反应在不同温度下的平衡常数如下。
温度/℃
1000
1150
1300
平衡常数
4.0
3.7
3.5
(2)在一个容积为10L的密闭容器中,1000℃时加入Fe、、CO和各1.0mol,此时 (填“>”、“<”或“=”);反应经过10min后达到平衡,该时间范围内反应的平均反应速率 。
(3)下列叙述中能表示该反应达到平衡状态的是_______
A.单位时间内消耗nmolCO的同时生成nmol
B.容器中气体压强不再变化
C.容器中气体物质的量不再变化
D.混合气体的密度不再变化
(4)欲提高高炉中CO的平衡转化率,可采取的措施是_______
A.减少Fe的量 B.增加的量
C.移出部分 D.加入合适的催化剂
Ⅲ、已知化学反应:
①
②
③
三个反应的平衡常数分别为、和。
(5) 0(填“>”、“<”或“=”)。
(6)根据反应①和反应②可推导出、和的关系式: 。
【答案】(1)-9.5
(2) > 0.006mol/(L·min)
(3)D
(4)C
(5)>
(6)
【详解】(1)由盖斯定律可知,反应①-②×3可得高炉炼铁的主要反应,则反应ΔH=akJ/mol=;
故答案为:;
(2)由题给数据可知,1000℃时反应的浓度熵,反应向正反应方向进行,正反应速率大于逆反应速率;
故答案为:>
②设反应达到平衡时生成二氧化碳,由方程式可得:,解得,则10min内二氧化碳的反应速率为;
故答案为:
(3)A.单位时间内消耗一氧化碳的同时生成二氧化碳都代表正反应速率,不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故A错误;
B.该反应是气体体积不变的反应,反应中压强始终不变,则容器中气体压强不再变化不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故B错误;
C.该反应是气体体积不变的反应,反应中气体物质的量始终不变,则容器中气体物质的量不再变化不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故C错误;
D.该反应是气体质量增大的反应,反应中混合气体的密度增大,则混合气体的密度不再变化说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故D正确;
故选D;
(4)A.铁是浓度为定值的固体,减少铁的量,化学平衡不移动,一氧化碳的平衡转化率不变, 故A错误;
B.氧化铁是浓度为定值的固体,增加氧化铁的量,化学平衡不移动,一氧化碳的平衡转化率不变, 故B错误;
C.移出部分二氧化碳,生成物二氧化碳的浓度减小,平衡向正反应方向移动,一氧化碳的平衡转化率增大, 故C正确;
D.加入合适的催化剂,化学反应速率加快,但化学平衡不移动,一氧化碳的平衡转化率不变, 故D错误;
故选C;
(5)由盖斯定律可知,反应①-②得到反应③,则,;
故答案为:>
(6)由盖斯定律可知,反应①-②得到反应③,则的关系式为;
故答案为:
3.(24-25高二上·天津河东区·期末)二氧化碳是常见的温室气体,其回收利用是环保领域研究的热点课题。
(1)已知:
①
②
则与反应生成乙烯和水蒸气的热化学方程式为 。
(2)研究表明CO和在一定条件下可以合成甲醇,反应的化学方程式为:。往一容积为2L的密闭容器内,充入0.3molCO与0.4mol,CO的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示。
①、的大小关系是 (填或“>”“<”或“=”)A、B、C三点的平衡常数、、由大到小关系是 。
②下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是 (填字母)。
A. B.的体积分数不再改变
C.混合气体的密度不再改变 D.同一时间内,消耗,生成0.02molCO
③上述投料在、压强下,平衡时的体积分数是 ;平衡常数是 ;平衡后再加入1.0molCO,2mol,1mol,则化学平衡会 (填“正向移动、逆向移动、不移动”)。
④在、压强时,若压强恒定为p,则平衡常数= (用气体平衡分压代替气体平衡浓度,分压=总压×气体的物质的量分数,整理出含p的最简表达式)。
【答案】(1)
(2) < BD 400 正向移动
【详解】(1)按盖斯定律,,反应=,
(2)①在其它条件相同时,增大压强,平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,由图可知,在相同温度下,CO的平衡转化率:P2时>P1时,则P1、P2的大小关系是P1<P2;由图可知,同一压强下,升高温度,CO的平衡转化率减小,说明升高温度,平衡逆向移动,A、B的温度相同,故KA=KB,C的温度比A和B的高,升高温度,平衡逆向移动,化学平衡常数减小,则A、B、C三点的平衡常数KA、KB、KC由大到小关系:KA=KB>KC;
②A.不同物质正、逆反应速率之比等于其化学计量数之比,即v正(H2)=2v逆(CH3OH)时,能说明反应达到平衡状态,则v正(H2)=v逆(CH3OH),不能说明反应达到平衡状态,A不符合题意;
B.CH3OH的体积分数不再改变,即CH3OH的浓度不再改变,能说明反应达到平衡状态,B符合题意;
C.该反应中所有物质都呈气态,建立平衡的过程中混合气体的质量始终不变,容器容积不变中,混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度不再改变,不能说明反应达到平衡状态,C不符合题意;
D.同一时间内,消耗0.04molH2,生成0.02molCO,说明正、逆反应速率相等,能说明反应达到平衡状态,D符合题意;故选BD;
③
H2的体积分数=物质的量分数=0.05÷0.2=25%;
平衡常数K==400;
平衡后再加入1.0molCO,2mol,1mol,Q=<K,平衡正向移动;
在、压强时,若压强恒定为p,则平衡常数=。
4.(24-25高二上·天津五区县重点校·期末)开展含碳(、CO、等)化合物研究对保障我国能源安全具有重要意义。回答下列问题。
(1)已知 ; ,则 (用含、的代数式表示)
(2)T℃、1L固定体积的密闭容器中充入1mol CO和1mol (g),发生反应的,5min后达到平衡,CO的平衡转化率为50%,则5min内用表示的化学反应速率为 。
(3) 。该反应能够自发进行的条件是(填“高温”或“低温”) 。
(4)在恒温恒容下,下列能说明反应达到平衡状态的是(填字母) 。
A. B.
C.容器中混合气体密度保持不变 D.容器中混合气体平均摩尔质量保持不变
(5)在密闭容器中投入1mol CO和2mol ,发生反应。实验测得CO的平衡转化率随温度(T)、压强(p)的变化如图所示。
①该反应的正反应为 (填“吸热”或“放热”)反应。
② (填“>”或“<”)。
③n点对应平衡体系的容积为2L,该温度下反应的平衡常数K= 。
(6)甲醇()燃料电池以甲醇为燃料,其工作原理如图所示。
负极反应式为 。
【答案】(1)
(2)0.1mol/(L·min)
(3)高温
(4)D
(5) 放热 > 100
(6)
【详解】(1)已知Ⅰ. ;
Ⅱ. ,由盖斯定律可知,反应Ⅰ+Ⅱ得到反应 则+。
(2)T℃、1L固定体积的密闭容器中充入1mol CO和1mol (g),发生反应的,5min后达到平衡,CO的平衡转化率为50%,生成氢气的物质的量等于消耗一氧化碳的物质的量,则5min内氢气的平均反应速率为=。
(3) 。该反应为气体体积分子总数增大的吸热反应,则ΔH>0、ΔS>0,自发进行时ΔG=ΔH-T·ΔS <0,说明该反应在高下能够自发进行。
(4)反应:
A.容器中不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否已达到平衡,故A错误;
B.平衡时,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应已达到平衡,故B错误;
C.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量不变,恒容密闭容器中气体的密度始终不变,则容器中混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否已达到平衡,故C错误;
D.气体质量始终不变,气体的物质的量、混合气体的平均摩尔质量会随着反应而变,混合气体的平均相对分子质量不变说明反应已达平衡,故D正确;
故选D;
(5)①由图可知升高温度CO的平衡转化率减小,升高温度平衡逆向移动,故该反应的正反应为放热反应。
②该反应为反应前后气体体积减小的反应,增大压强平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,则>(填“>”或“<”)。
③在密闭容器中投入1mol CO和2mol ,发生反应。n点对应平衡体系的容积为2L,CO的平衡转化率为80%,则存在三段式:,则该温度下反应的平衡常数=100。
(6)负极失去电子被氧化为二氧化碳,负极反应式为。
5.(23-24高二上·天津南开区·期末)二甲醚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。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。回答下列问题:
(1)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
① kJ⋅mol
② kJ⋅mol
③ kJ⋅mol
总反应:的 ;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是 (填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂 c.减少的浓度 d.增加CO的浓度 e.分离出二甲醚
(2)已知反应②某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
浓度/(mol·L)
0.44
0.6
0.6
①比较此时正、逆反应速率的大小: (填“>”、“<”或“=”)。
②若加入后,经10 min反应达到平衡,此时 mol/L;该时间内反应速率 。
【答案】(1) -246.4 kJ·mol ce
(2) > 0.04 0.16 mol/(L·min)
【详解】(1)已知① kJ⋅mol
② kJ⋅mol
③ kJ⋅mol
根据盖斯定律可知,①×2+②+③得: ΔH=-246.4 kJ·mol-1,故答案为-246.4 kJ·mol-1;
a.该反应为气体分子数减小的放热反应,则高温平衡会逆向移动,一氧化碳转化率减小,a错误;
b.加入催化剂,平衡不移动,一氧化碳转化率不变,b错误;
c.减少的浓度,平衡正向移动,一氧化碳转化率增大,c正确;
d.增加CO的浓度,一氧化碳转化率减小,d错误;
e.分离出二甲醚,则其浓度减小,平衡正向移动,一氧化碳转化率增大,e正确;
故选ce;
(2)①由表中数据可知,反应进行到某时刻时:Qc===1.86<K=400,说明此时反应正向进行,v正>v逆,故答案为>;
②由反应2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g) + H2O(g)和表中数据可知,起始时加入CH3OH的物质的量为1.64mol,反应经10 min达到平衡,根据平衡三段式法有:
K===400,解得a=0.8,则达到平衡时c(CH3OH)=(1.64-2×0.8)mol/L=0.04mol/L,该时间内用CH3OH表示的反应速率为v(CH3OH)==0.16mol/(L·min),故答案为0.04mol/L;0.16mol/(L·min)。
6.(23-24高二上·天津红桥区·期末)反应热及数据广泛应用于科学研究和工业生产方面。
(1)若1g石墨完全燃烧放出的热量为akJ,则石墨完全燃烧的热化学方程式为 。
(2)“长征2F”运载火箭使用N2O4和C2H8N2作推进剂。12.0g液态C2H8N2在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2、H2O三种气体,放出510kJ热量。该反应的热化学方程式为 。
(3)键能指气态分子解离为气态原子所需的能量。已知,其中H—H、O=O、O—H的键能依次为、、,又知,则氢气的燃烧热 。
(4)测定中和反应的反应热的实验步骤如下:①用量筒量取盐酸倒入内筒中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取溶液,测出溶液温度;③将溶液沿玻璃棒缓慢倒入内筒中,设法使之混合均匀,测出混合液最高温度。上述实验步骤中一处不合理的操作应改成 。如果采用氨水代替氢氧化钠溶液,测得的中和反应的反应热 (“偏大”“偏小”或“相等”)。
(5)理论研究表明,在101kPa和298K下,异构化反应的能量变化如图。
①稳定性:HCN HNC(填“>”、“<”或“=”)。
②该异构化反应的ΔH= 。
(6)科学家用氮气和氢气制备肼,过程如下:
则 ΔH= kJ/mol(用含a、b、c的计算式表示)。
【答案】(1)C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-12akJ/mol
(2) ΔH=-2550 kJ/mol
(3)-285kJ/mol
(4) 将NaOH溶液迅速倒入内筒中 偏大
(5) > +59.3
(6)(-a+b+c)
【详解】(1)燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量;若1g石墨(为)完全燃烧放出的热量为akJ,则石墨完全燃烧的热化学方程式为C(石墨,s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-12akJ/mol;
(2)12.0g液态C2H8N2(为0.2mol)在液态N2O4中燃烧生成CO2、N2、H2O三种气体,放出510kJ热量,则该反应的热化学方程式为 ΔH=-2550 kJ/mol;
(3)反应的焓变等于反应物键能减去生成物的键能,则①;②,燃烧热是在101 kPa时,1 mol物质完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,由盖斯定律可知,①-②得:-285kJ/mol;
(4)中和热测定要使用稀的强酸、强碱溶液反应,且实验中要尽量操作迅速,且保证热量尽量不散失,防止产生实验误差;上述实验步骤中一处不合理的操作应改成将NaOH溶液迅速倒入内筒中。如果采用氨水代替氢氧化钠溶液,氨水为弱碱,电离吸热,测得的中和反应放出热量减小,则反应热偏大;
(5)①物质能量越低越稳定,故稳定性:HCN>HNC;
②由图可知,该异构化反应为吸热反应,ΔH=+59.3。
(6)已知:
①
②
③
由盖斯定律可知,①+②-③则 ΔH=(-a+b+c) kJ/mol。
7.(23-24高二上·天津四校(杨柳青一中、咸水沽一中、四十七中、一百中学)·期末)党的二十大报告中强调“实现碳达峰碳中和是一场广泛而深刻的经济社会系统性变革”。的转化和利用是实现碳中和的有效途径。请回答下列问题:
(1)可以被溶液捕获。室温下,若所得溶液,溶液 (已知:室温下,的;)。
(2)已知:①
② ,
③
则反应③中 ,该反应的。自发条件是 (填“高温自发”“低温自发”或“任何温度下都自发”),该反应中活化能 (填“>”或“<”)(逆)。
(3)在某压强下,上述反应③在不同温度、不同投料比时,的平衡转化率如图所示。温度下,将和充入的密闭容器中,后达到平衡状态。
①三者之间的大小关系为 。
②达到化学平衡状态时,下列有关叙述正确的是 (填字母序号)。
A.容器内气体压强不再发生改变
B.正、逆反应速率相等且均为零
C.向容器内再通入和,重新达平衡后体积分数增大
D.向容器内通入少量氦气,则平衡向正反应方向移动
(4)近年来,有研究人员用通过电催化生成多种燃料,实现的回收利用,其工作原理如图所示。请写出电极上产生的电极反应式: 。
【答案】(1)10
(2) −121.5 低温自发 <
(3) KA=KC>KB AC
(4)CO2 + 6H+ + 6e- = CH3OH + H2O
【详解】(1)根据,则,则pH=10;
(2)①ΔH3=2ΔH1+ ΔH2,则ΔH3=2(-49.0)kJ/mol-23.5 kJ/mol= -121.5kJ/mol;
②该反应是熵减的放热反应,则低温自发;
③ΔH3=Ea正-Ea逆<0,则Ea正<Ea逆;
(3)①反应③是放热反应,温度越高,二氧化碳转化率越低,则T2>T1,放热反应,温度越高,K值越小,所以KA=KC>KB ;
②A.正向进行会使容器内气体压强减小,气体压强不再发生改变可以说明达到平衡,A正确;
B.同一物质正、逆反应速率相等且不等于零才能说明达到平衡,B错误;
C.向容器内再通入1 mol CO2和2 mol H2,相当于加压,平衡正向移动,重新达平衡后CH3OCH3体积分数增大,C正确;
D.向容器内通入少量氦气,则平衡不移动,D错误;
故选AC;
(4)
Cu为阴极,得到电子,则Cu电极上产生CH3OH的电极反应式:。
8.(23-24高二上·天津重点校·期末)我国力争于2030年前做到碳达峰、2060年前实现碳中和,体现了中国对解决气候问题的担当。是目前大气中含量最高的一种温室气体。减弱温室效应的方法之一是将回收利用,科学家研究利用回收的制取甲醛。请回答下列问题:
(1)已知:①
②
写出和合成甲醛和水蒸气的热化学方程式 。
(2)一定条件下,将的混合气体充入恒温恒容的密闭容器中,发生反应。
下列说明反应已经达到平衡状态的是 (填字母)。
a.混合气体的平均相对分子质量不变 b.该反应的平衡常数保持不变
c.的体积分数保持不变 d.容器内气体密度保持不变
(3)在一定条件下,在容积恒定为的密闭容器中充入与在催化剂作用下合成甲醇:。转化率与温度、压强的关系如图所示:
① (填“”“”或“”)。该反应是 (填“吸”或“放”)热反应。
②图中b、c、d三点的化学平衡常数为、、,从大到小的顺序为 。
③比较体系中气体平均摩尔质量: (填“”“”或“”)。
④电解法制氢气。科研小组设计如图所示电解池,利用和在碱性电解液中制备水煤气(、),产物中和物质的量之比为。电极B是 极,生成水煤气的电极反应式为 。
【答案】(1)
(2)ac
(3) < 放 =>Kc < 阳
【详解】(1)已知① ,② ,根据盖斯定律,②-①得热化学方程式;
(2)①恒温恒容的密闭容器中,发生反应,
a.在全为气体的反应中,混合气体的平均相对分子质量=,物质的总质量不变,总物质的量与方程式中的化学计量数有关,化学计量数反应前后不同,所以当混合气体的平均相对分子质量不变时,说明反应已达平衡状态,故a正确;
b.平衡常数只与温度有关,温度不变,平衡常数不变,则不能说明反应达到平衡状态,故b错误;
c.生成物浓度不再变化说明反应已达平衡状态,所以,H2O的体积分数保持不变可以说明反应平衡,故c正确;
d.容器不变,全为气体,气体质量和体积不变,所以容器内气体密度始终保持不变,不能说明反应达到平衡状态,故d错误;
故答案选ac;
(3)①由图可知当温度相同时,压强由到,CO的转化率增大,说明平衡正向移动,结合反应特征,增大压强平衡正向移动,则小于;由图可知压强一定时,升高温度CO转化率降低,可知平衡逆向移动,则该反应为放热反应;
②平衡常数只与温度有关,温度不变K不变,该反应为放热反应,温度升高K减小,b、d两点温度相同则=,c点温度高于bd,则最小,由此可得:=>Kc;
③由以上分析可知,由b到d的过程中压强增大,平衡正向移动,气体总质量不变,气体总物质的量减小,则平均摩尔质量增大,大于;
④由图中信息可知电极A上二氧化碳得电子转化为CO,该电极为阴极,则电极B为阳极;阴极上和得电子分别CO和,电极反应为:。
试卷第1页,共3页
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