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化学能与热能（3）
1、已知298 K,101 kPa时,2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH=-197 kJ·mol-1。在相同温度和压强下,向密闭容器中通入2 mol SO2和1 mol O2,达到平衡时,放出热量为Q1,向另一个体积相同的容器中通入1 mol SO2,0.5 mol O2 和1 mol SO3,达到平衡时放出热量为Q2,则下列关系正确的是( )
A.Q2<Q1<197 kJ·mol-1
B.Q2=Q1=197 kJ·mol-1
C.Q1<Q2<197 kJ·mol-1
D.Q2=Q1<197 kJ·mol-1
2、分析图中的能量变化情况,下列表示方法中正确的是( )
A.2A+B2C ΔH<0
B.2C2A+B ΔH<0
C.2A(g)+B(g)2C(g) ΔH>0
D.2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0
3、下列有关实验装置正确的是( )
A.用图1装置制取少量乙酸乙酯
B.用图2装置分离苯和溴苯
C.用图3装置制取并收集乙炔气体
D.用图4装置测定中和热
4、已知热化学方程式:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH=-QkJ·mol-1(Q>0)。下列说法正确的是( )
A.相同条件下,2molA(g)和1molB(g)所具有的总能量小于2mol C(g)所具有的能量
B.增大压强或升高温度,该平衡都向逆反应方向移动
C.将2molA(g)和1molB(g)置于一密闭容器中充分反应后,放出热量为QkJ
D.如将一定量A(g)和B(g)置于某密闭容器中充分反应放热Q kJ,则此过程中有2molA(g)被消耗
5、反应,该反应分两步进行:①;②。下列示意图能正确表示总反应过程中能量变化的是( )
A.
B.
C.
D.
6、已知:
①
②
③
若反应③在1的密闭容器中进行,测得的物质的量浓度随反应时间的变化如图所示。下列有关叙述错误的是( )
A.
B.反应③进行到10时,改变的外界条件可能是升高温度
C.反应③进行的过程中,0~5这段时间共吸收的热量为103.05
D.当反应③平衡后,向容器中通入,平衡向正反应方向移动, 的转化率将增大
7、已知 的燃烧热为 ,CO的燃烧热为 。现有和 组成的混合气体 (标准状况),充分燃烧后,放出热量 ,并生成液态水。下列说法正确的是 （ ）。
A. 燃烧的热化学方程式为
B. 燃烧的热化学方程式为
C.燃烧前的混合气体中, 的体积分数为40%
D.混合气体燃烧后与足量的过氧化钠反应,转移电子
8、SF6是一种优良的绝缘气体,分子结构中存在S﹣F键.已知断裂1molF﹣F.S﹣F键需吸收的能量分别为160kJ、330kJ.反应S(s)+3F2(g) SF6(g) △H1=-1220kJ/mol ,下列正确的是( )
A.1molS(s)转化为气态硫原子吸收能量280kJ
B.S(s) S(g) △H=-220kJ/mol
C.S(g)+3F2(g)SF6(g) △H2 △H2>△H1
D.由液态SF6变为气体需要吸收的能量分别为1980kJ
9、目前,消除氮氧化物污染有多种方法。
用CH4催化还原氮氧化物可以消除氮氧化物的污染。已知:
①CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-574 kJ·mol-1
②CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-1160 kJ·mol-1
③H2O(g)H2O(l) ΔH=-44.0 kJ·mol-1
写出CH4(g)与NO2(g)反应生成N2(g)、CO2(g)和H2O(l)的热化学方程式__________
10、红磷和发生反应生成和。反应过程和能量关系如下图所示(图中的表示生成1 产物的数据)。
根据上图回答下列问题:
1. 和反应生成的热化学方程式是______________________________。
2. 分解成和的热化学方程式是____________________________。
3. 和分两步反应生成1 的__________,和一步反应生成1 的__________ (填“大于”、“小于”或“等于”)。
11、完成下列小题。
1.中和热测定的实验中,用到的玻璃仪器有烧杯、温度计、__________、__________。
2.量取反应物时,取50 0.50的盐酸,还需加入的试剂是________。
A.50 0.50 溶液
B.50 0.55 固体
3.实验时大烧杯上若不盖硬纸板,求得的中和热数值__________(填偏大、偏小、无影响)
4.由甲、乙两人组成的实验小组,在同样的实验条件下,用同样的实验仪器和方法进行两组测定中和热的实验,实验试剂及其用量如下表所示。
反应物
起始温度t1/℃
终了温度t2/℃
中和热/ kJ·mol-1
溶液50 、1.1 溶液50
13.0
19.8℃
B.1.0 溶液50 、1.1 溶液50
13.0
19.3 ℃
①设充分反应后溶液的比热容/(·℃) ,忽略实验仪器的比热容及溶液体积的变化,则__________;__________。(已知溶液密度均为1)
②原因是__________。
12、煤气中主要的含硫杂质有H2S以及COS(有机硫),煤气燃烧后含硫杂质会转化成SO2从而引起大气污染,因此煤气中H2S的脱出程度已成为煤气洁净度的一个重要指标。请回答下列问题:
1.H2S在水溶液中的电离方程式为__________。
2. 脱除煤气中COS的方法有Br2的KOH溶液氧化法、H2还原法、水解法等。①COS的分子结构与CO2相似,COS的结构式为___________。②Br2的KOH溶液将COS氧化为硫酸盐的离子方程式为______________。③已知:H2、COS、H2S、CO的燃烧热依次为285kJ/mol、299kJ/mol、586kJ/mol、283kJ/mol;H2还原COS发生的反应为H2(g)+COS(g)=H2S(g)+CO(g),该反应的ΔH=_________kJ/mol。④用活性α-Al2O3催化COS水解反应为COS(g)+H2O(g) CO2(g)+H2S(g) ΔH<0,相同流量且在催化剂表面停留相同时间时,不同温度下COS的转化率(未达到平衡)如图1所示;某温度下,COS的平衡转化率与n(H2O)/n(COS)的关系如图2所示。
由图1可知,催化剂活性最大时对应的温度约为__________,COS的转化率在后期下降的原因是__________。由图2可知,P点时平衡常数K=__________(保留2位有效数字)。Q点转化率高于P点的原因是__________。
13、甲烷以天然气和可燃冰两种主要形式存在与地球上,储量巨大,充分利用甲烷对人类未来的发展有重要意义。
1.乙炔(CH≡CH)是一种重要的化工原料。工业用甲烷裂解法制乙炔,反应为:2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)在反应过程中甲烷裂解时还会发生副反应:2CH4(g)C2H4(g)+2H2(g)。甲烷裂解时,几种气体平衡时分压(Pa)的对数值即lgP与温度(℃)之间的关系如图1所示。
①根据图1判断,2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g) △H__________0(填“>”或“<”);A、B两点的化学反应速率,VA__________VB(填“>”或“<”)为提高甲烷制乙炔的产率,除改变温度外,还可以采取的措施是__________(写出一条即可)。
②1725℃时,若H2的lgP=5,则反应2CH4(g)C2H2(g)+3H2(g)的平衡常数Kp=__________(用平衡分压Pa代替平衡浓度计算)
2.工业上用甲烷和水蒸气在高温和催化剂存在的条件下制得合成气(CO、H2),发生反应为:2CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H>0图2中a、b、c、d四条曲线中的两条代表压强分别为1MPa、2MPa时甲烷含量曲线,其中表示1MPa的是__________(填字母)。在实际生产中采用图中M点而不是N点对应的反应条件,运用化学反应速率和平衡知识,同时考虑实际生产,说明选择该反应条件的主要原因是__________。
3.利用CH4、CO2在一定条件下重整的技术可得到富含CO的气体,在能源和环境上具有双重重大意义。重整过程中的催化转化原题如图所示:
则:①过程Ⅱ中第二步反应的化学方程式为__________
②已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) △H=+206.2kJ/mol
CH4(g)+2H2O(g)= CO2(g)+4H2(g) △H=+158.6kJ/mol该技术总反应的热化学方程式为__________。
答案以及解析
1答案及解析：
答案：A
解析：
2答案及解析：
答案：C
解析：由图可知,生成物[2C(g)]具有的总能量大于反应物[2A(g)+B(g)]具有的总能量,故该反应为吸热反应,ΔH>0。ΔH的大小与物质的状态有关,选项A、B错误。
3答案及解析：
答案：B
解析：
4答案及解析：
答案：D
解析：
5答案及解析：
答案：D
解析：由反应分两步进行:①,②可以看出, 是放热反应, 和的能量之和大于,由①可知这步反应是吸热反应, 是放热反应,故的能量大于,的能量大于,的能量大于。
6答案及解析：
答案：D
解析：由盖斯定律知, ,A正确;反应③进行到10时, 的浓度减小,平衡向正反应方向移动,该反应为吸热反应,故此时改变的条件可能是升高温度,B正确;反应③进行的过程中,0〜5这段时间, 的浓度变化为0.5,故吸收的热量为103.05 ,C正确;当反应③平衡后,向容器中通入, 的转化率降低,D错。
7答案及解析：
答案：C
解析：A项,燃烧生成 放热 , ,错误。B项,由于题目中已知 的燃烧热,因此生成的 应为液态,错误。设 混合气体中含的物质的量为 , 的物质的量为y，列式 ①，②，联立①②解得 ，则的体积分数为 ，C项正确。混合气体燃烧后生成、 共,与足量的过氧化钠反应能产生 ,转移电子总数为 ,D项错误。
8答案及解析：
答案：A
解析：
9答案及解析：
答案：CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(1) ,ΔH=-955 kJ·mol-1。
解析：
10答案及解析：
答案：1.
2.
3.-399 kJ·mol-1; 等于
解析：
11答案及解析：
答案：1.环形玻璃搅拌棒、量筒; 环形玻璃搅拌棒、量筒
2.B; 3.偏小; 4.－56.8 kJ/mol; －52.7 kJ/mol; NaOH是强碱,NH3·H2O是弱碱电离吸热
解析：
12答案及解析：
答案：1.H2S H++HS- 、HS-H++S2-
2.①O=C=S
②COS+4Br2+12OH-=CO32-+SO42-+8Br-+6H2O
③ -285 ④ 150℃ 催化剂中毒,发生副反应等合理答案(平衡逆向移动相关描述一律不给分) 0.048 相同条件下n(H2O)/n(COS)越高,相当于COS浓度不变情况下,增大水蒸气浓度,平衡正向移动,COS转化率提高
解析：
13答案及解析：
答案：1.①>, >, 充入适量乙烯或使用选择性更高的催化剂
②1013
2.a, 1MPa条件下CH4的平衡转化率更高,对设备要求不高,有利于降低成本。虽然温度高有利于提高CH4的平衡转化率,但700℃时,CH4的平衡转化率已经比较高,再升温,涨幅不大。700℃时催化剂活性高,反应速率快
3.①3Fe+4CaCO3=Fe3O4+4CaO+4CO↑(条件加热)
②CH4(g)+3CO2(g)=2H2O(g)+4CO(g) △H=+349kJ/mol
解析：
9
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