第三节 化学反应热的计算 知识点题库

盖斯定律指出:化学反应的反应热只与反应的始态(各反应物)和终态(各生成物)有关,而与具体反应进行的途径无关.物质A在一定条件下可发生一系列转化,如图判断下列关系正确的是(  )


A . A→F,△H=﹣△H 6 B . △H1+△H 2+△H 3+△H 4+△H 5+△H 6=1 C . C→F,△H=△H 1+△H 2+△H 6 D . △H 1+△H 2+△H 3═△H 4+△H5+△H 6
管道煤气的主要成分是H2、CO和少量的甲烷.相应的热化学反应方程式为:

2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣571.6kJ/mol

2CO(g)+O2(g)═2CO2(g)△H=﹣566kJ/mol

CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣890.3kJ/mol

当使用管道煤气的用户改用天然气后,在相同条件下燃烧等体积的天然气,理论上所获得的热值,前者大约是后者的多少倍(  )

A . 0.8 B . 1.3 C . 3.1 D . 0.32
已知:①H2O(g)═H2O(l)△H1=﹣Q1 kJ•mol﹣1

②CH3OH(g)═CH3OH(l)△H2=﹣Q2 kJ•mol﹣1

③2CH3OH(g)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(g)△H3=﹣Q3 kJ•mol﹣1(Q1、Q2、Q3均大于0)

若要使32g液态甲醇完全燃烧,最后恢复到室温,放出的热量为(单位:kJ)(   )

A . Q1+Q2+Q3 B . 0.5Q3﹣Q2+2Q1 C . 0.5Q3+Q2﹣2Q1 D . 0.5(Q1+Q2+Q3
下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是(   )

①C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1;C(s)+O2(g)=CO(g)ΔH2

②S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH3;S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH4

③H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH5;2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH6

④CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH7;CaO(s)+H2O(l)=Ca(OH)2(s)ΔH8

A . ②③④    B . ④    C . ①    D . ①②③
合成氨对工、农业生产和国防都有重要意义。 已知:N2(g)+3 H2(g)⇌2NH3(g) △H= -92.4kJ/mol,请回答:

  1. (1) 合成氨工业中采取的下列措施可以用平衡移动原理解释的是(填字母)。

    a.用铁触媒加快化学反应速率

    b.采用较高压强(20MPa~50MPa)

    c.采用较高温度(500℃左右)

    d.将生成的氨液化并及时从体系中分离出来

  2. (2) 一定温度下,在密闭容器中充入1molN2和3molH2并发生反应。

    ①若容器容积恒定,达到平衡时,N2的转化率α1=25%,此时,反应放热kJ,容器内气体压强与开始时气体压强之比是

    ②若容器压强恒定,则达到平衡时,容器中N2的转化率α2α1(填“>”“<”或“=”)。

  3. (3) 随着对合成氨研究的发展,希腊科学家采用高质子导电性的SCY陶瓷(能传递 )为介质,用吸附在它内外表面上的金属钯多晶薄膜做电极,实现了常压、570℃条件下高转化率的电解法合成氨(装置如图)。钯电极A为极(填“阴”或“阳”),该极上的电极反应式是
二甲醚作为燃料电池的原料,可通过以下途径制取:

I.2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH

II.2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH

  1. (1) 已知:①CO(g)+H2O(g) CO2(g)+H2(g)    ΔH1=-41.0kJ·mol1

    ②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+ H2O(g)  ΔH2=-49.0kJ·mol1

    ③CH3OCH3(g)+ H2O(g) 2CH3OH(g)  ΔH3=+23.5kJ·mol1

    则反应I的ΔH=kJ·mol1

  2. (2) 在恒容密闭容器里按体积比为1:2充入一氧化碳和氢气发生反应2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g),一定条件下反应达到平衡状态。当改变反应的某一个条件后,下列变化能说明平衡一定向正反应方向移动的是________。
    A . 新平衡后c(CH3OCH3)增大 B . 正反应速率先增大后减小 C . 反应物的体积百分含量减小 D . 化学平衡常数K值增大
  3. (3) 在10L恒容密闭容器中,均充入4molCO2和7molH2 , 分别以铱(Ir)和铈(Ce)作催化剂,通过反应II:2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g)制二甲醚,反应进行相同的时间后测得的CO2的转化率α(CO2)随反应温度的变化情况如图所示。

    ①根据图1,下列说法错误的是

    A.反应II的ΔH<0,ΔS>0

    B.600K时,H2的速率:v(b)>v(a)

    C.分别用Ir、Ce作催化剂时,Ce使反应II的活化能降低更多

    D.从状态d到e,α(CO2)减小的原因可能是温度升高平衡逆向移动

    ②状态e(900K)时,α(CO2)=50%,则此时的平衡常数K=(保留3位有效数字)。

  4. (4) 写出二甲醚碱性(电解质溶液为KOH溶液)燃料电池的负极电极反应式。该电池工作时,溶液中的OH-极移动,该电池工作一段时间后,测得溶液的pH减小。
  5. (5) 已知参与电极反应的电极材料单位质量放出电能的大小称为该电池的比能量.关于二甲醚碱性燃料电池与乙醇碱性燃料电池,下列说法正确的是________。
    A . 两种燃料互为同分异构体,分子式和摩尔质量相同,比能量相同 B . 两种燃料所含共价键数目相同,断键时所需能量相同,比能量相同 C . 两种燃料所含共价键类型不同,断键时所需能量不同,比能量不同
实验测得H2和C3H8的标准燃烧热分别为285.8 kJ·mol1和2220 kJ·mol1 , 将 H2和C3H8的混合气体1mol完全燃烧生成CO2和液态水时放出1252.5kJ的热量,则混合气体中H2和C3H8的体积之比是(  )
A . 2:1 B . 1:1 C . 1:2 D . 1:4
下列各组热化学方程式中,化学反应的ΔH前者大于后者的是(   )

①C(s)+O2(g)= CO2(g)ΔH1;C(s)+ O2(g)= CO(g)ΔH2

②S(s)+O2(g)= SO2(g)ΔH3;S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH4

③H2(g)+ O2(g)=H2O(l)ΔH5;2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l)ΔH6

④CaCO3(s)= CaO(s)+CO2(g)ΔH7;CaO(s)+H2O(l)= Ca(OH)2(s)ΔH8

A . B . C . ②③④ D . ①②③
煤转化为水煤气的主要化学反应为:C+H2O(g) 图片_x0020_100018 CO+H2。C(s)、H2(g)和CO(g)完全燃烧的热化学方程式分别为:

C(s)+O2(g)=CO2(g)      ΔH1=-393.5kJ·mol-1 ①

H2(g)+ O2(g)=H2O(g)   ΔH2=-242.0kJ·mol-1 ②

CO(g)+ O2(g)=CO2(g)   ΔH3=-283.0kJ·mol-1 ③

试回答:

  1. (1) 请你根据以上数据,写出C(s)与水蒸气反应生成CO和H2的热化学方程式:
  2. (2) 比较反应热数据可知,1molCO(g)和1molH2(g)完全燃烧放出的热量之和比1molC(s)完全燃烧放出的热量(填“多”或“少”)
  3. (3) 甲同学据此认为:“煤炭燃烧时加少量水,可以使煤炭燃烧放出更多的热量。”乙同学根据盖斯定律做出了下列循环图:

    图片_x0020_100019

    请你写出ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间存在的关系式:

    乙同学据此认为:“将煤转化为水煤气再燃烧,放出的热量最多与直接燃烧煤放出的热量相同。”请分析:甲、乙两同学观点正确的是(填“甲”或“乙”)同学,

二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源。由合成气(组成为H2、CO和少量CO2) 直接制备二甲醚,其中的主要过程包括以下四个反应:

 ①CO(g)+2H2(g) CH3OH(g)  ΔH1=-90.1kJ·mol-1

 ②CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g)  ΔH2=-49.0kJ·mol-1

 ③CO2(g)+H2(g) CO(g)+H2O(g)  ΔH3=+41.1kJ·mol-1

 ④2CH3OH(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)  ΔH4=-24.5kJ·mol-1。试回答下列问题:

  1. (1) 由H2和CO直接制备二甲醚的热化学方程式:2CO(g)+4H2(g) CH3OCH3(g)+H2O(g)   ΔH =kJ·mol1;该反应可以自发进行的条件为
  2. (2) 将1.0mol CO2 和 3.0mol H2 充入2L恒容密闭容器中,使其仅按反应②进行,在不同催化剂作用下,相同时间内 CO2 的转化率随温度变化如图所示。下列说法正确的是______________
    A . T3对应的平衡常数小于T4对应的平衡常数 B . 根据图中曲线分析,催化剂I的催化效果最好 C . b点v(正)可能等于v(逆) D . a点的转化率比c点高可能的原因是该反应为放热反应,升温平衡逆向移动,转化率降低
  3. (3) 若CO2和H2仅发生反应②和③,研究表明:在其他条件相同的情况下,用新型催化剂可以显著提高甲醇的选择性,使用该催化剂,按 n(CO2):n(H2)=1:3(总量为a mol)投料于恒容密闭容器中进行反应,CO2的平衡转化率和甲醇的选择率(甲醇的选择率:转化的 CO2中生成甲醇的物质的量分数)随温度的变化趋势如图所示:(忽略温度对催化剂的影响)

    图片_x0020_971680346

    ①在553K达到平衡时,反应体系内甲醇的物质的量为mol。

    ②随着温度的升高,CO2的平衡转化率增加但甲醇的选择率降低,请分析其原因:  。

  4. (4) O2催化辅助的 Al-CO2电池工作原理如图所示。该电池电容量大,能有效利用CO2 , 电池反应产物Al2(C2O4)3是重要的化工原料。 则电池的正极反应式:6O2+6e-=6O2-

    图片_x0020_188282129

以下反应中,∆H1<∆H2的是(   )
A . C(s)+ O2(g)=CO(g)    ∆H1;C(s) + O2(g) =CO2(g)    ∆H2 B . 2H2(g)+O2(g) =2H2O(g)  ∆H1;2H2(g)+O2(g) =2H2O(l)   ∆H2 C . S(s) + O2(g) =SO2(g)    ∆H1;S(g) + O2(g) =SO2(g)     ∆H2 D . NaOH(aq)+HCl(aq)=NaCl(aq)+H2O(l) ∆H1;NaOH(aq)+CH3COOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l)   ∆H2
 
  1. (1) 用离子方程式表示 NH4Cl 溶液显示酸性的原因:
  2. (2) 有机物 M 经过太阳光光照可转化成 N,转化过程如下:

    则 M、N 相比,较稳定的是

  3. (3) 已知在常温常压下:

    ①2CH3 OH(l)+3O 2 (g) =2CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-1275.6 kJ·mol-1

    ②H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44.0 kJ·mol-1

    写出表示甲醇燃烧热的热化学方程式

在一定条件下,反应生成的平衡气体。时主要为时主要为 , 高温时生成。其变转化关系如下:

下列说法错误的是(   )

A . B . C . D .
接触法制硫酸生产中的关键工序是 的催化氧化( )。回答下列问题:
  1. (1) 补写完成 在催化剂 表面反应生成 的历程:

      

      

  2. (2) 下列关于工业上用 反应合成 的理解错误的是___________(填标号)。
    A . 该反应的实际工业生产条件是高温、常压和合适的催化剂 B . 当温度、压强一定时,混合气组分中 分压比不变,可作为反应达到化学平衡状态的判据 C . 反应过程中可将 液化移去,有利于提高正反应速率 D . 可以把该反应设计成原电池,实现能量的转化
  3. (3) 的平衡转化率与反应温度和压强的关系如图所示。

    ①实际生产选择图中A点的反应条件,不选择B、C点的理由分别是

    ②在温度T℃下,向某恒容密闭容器中充入 ,起始时压强为p,进行反应 。平衡时, 转化率为80%,则平衡时 分压为(用含p的代数式表示,下同),平衡常数 (以分压代替浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。

  4. (4) 利用电化学原理可将 直接转化为 ,其工作原理如图所示,

    ①为使电池持续工作,电解质溶液中的(填离子符号)从(填“甲”或“乙”,下同)室通过离子交换膜移向室。

    ②起始时,稀硫酸中含 ,当甲电极消耗 时,甲、乙两室中 的总物质的量之比为。(两电极的产物均留在溶液中,忽略水的电离)

根据能量图,下列说法正确的是(   )

A . A2(g)+ B2(g)=2AB(g)是一个放热反应 B . 该反应中,反应物的总能量小于生成物的总能量 C . 拆开1 mol AB(g)中的化学键需要吸收b kJ的能量 D . 1 mol A2(g)和1 mol B2(g)的能量之和为a kJ
氧化铁在工业上有广泛的应用。
  1. (1) 炼铁高炉中存在以下热化学方程式

    I.C(s) +CO2(g) =2CO(g) =+172.5kJ·mol-1

    II.Fe2O3(s) +CO(g)2FeO(s)+CO2(g) =-3kJ·mol-1

    III.FeO(s) +CO(g)Fe(s) +CO2(g) =-11kJ ·mol-1

    IV.Fe2O3 (s) +3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) 

    ①上述反应中,= kJ ·mol-1

    ②下图中能表示反应IV的平衡常数对数值(lgK)与温度的关系的是(填“I”或“II”),原因是

    ③1500℃时,在某体积可变的密闭容器中,按物质的量比2:3加入Fe2O3和CO发生反应IV ,则达平衡时,Fe2O3的转化率为;下列措施能够提高Fe2O3转化率的是(填字母序号)。

    a.对体系加压                       b.升高反应体系的温度

    c.加入适量的Na2O固体       d.增大CO在原料中的物质的量比

  2. (2) 一定条件下Fe2O3可被甲烷还原为“纳米级”的金属铁,其反应为: Fe2O3(s)+3CH4(g)2Fe(s)+ 3CO(g) +6H2(g) ΔH >0

    ①反应在2 L的密闭容器中进行,5 min后达到平衡,测得Fe2O3在反应中质量消耗3.2 g,则该段时间内用反应物表达的平均反应速率为mol·L-1·min-1

    ②该反应达到平衡时,某物理量(Y)随温度变化如图所示,当温度由T1升高到T2时,平衡常数KA KB(填“>”“<"或“=”)。纵坐标可以表示的物理量有填字 母序号)。

    a.H2的逆反应速率                            b.CH4的的体积分数

    c.混合气体的平均相对分子质量        d.混合气体的密度

燃煤废气中含有多种能回收利用的原料气,如CO2、SO2及氮氧化物等,对其综合利用,可以改善环境质量。同答下列问题:
  1. (1) 标准状况下,各元素最稳定单质生成标准状况下1mol某纯物质的热效应称为该物质的标准摩尔生成焓()。将燃煤废气中的SO2富集后催化氧化可得到SO3。由表中数据,推测SO3(l)的(填“>”、“<”或“=”)-395.7kJ·mol-1 , 写出SO2(g)与O2(g)生成SO3(g)的热化学方程式

    物质

    O2(g)

    SO2(g)

    SO3(g)

    /kJ∙mol-1

    0

    -296.8

    -395.7

  2. (2) 亚硝酰氯(ClNO)是合成有机物的中间体。将一定量的NO与Cl2充入一密闭容器中,发生反应2NO(g)+Cl2(g)⇌2ClNO(g) ∆H<0。平衡后,改变外界条件X,实验测得NO的转化率a(NO)随X的变化关系如图1所示,则条件X可能是(填字母序号)。

    A.温度   B.压强   C.   D.与催化剂的接触面积

  3. (3) 已知反应2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g) ∆H=-746.5kJ∙mol-1 , 在密闭容器中充入4molCO和5molNO,平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图2所示。

    ①反应在D点达到平衡后,若此时升高温度,同时扩大容器体积使压强减小,在重新达到平衡过程中,D点会向A~G点中的点移动。

    ②某研究小组探究催化剂对CO、NO转化的影响。将NO和CO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中NO含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图3所示。温度低于200℃时,图中曲线I脱氮率随温度升高而变化不大的主要原因是;a点(填“是”或“不是”)对应温度下的平衡脱氮率,理由是

  4. (4) 以连二亚硫酸根离子()为媒介,用电化学法处理烟气中NO的装置如图4所示。

    ①阴极区的电极反应式为

    ②NO被吸收转化后的主要产物为 , 若通电时电路中转移了0.3mole- , 则通电过程中理论上被吸收的NO在标准状况卜的体积为mL。

我国碳治理目标是2030年前实现碳达峰,2060年前实现碳中和。用加氢制是碳治理的重要方法,有利于实现碳资源的循环利用,体系中主要反应有:

   

   

  1. (1) 下表是部分化学键的键能数据

    化学键

    键能()

    803

    436

    414

    326

    464

    。反应①在(填“高温”或“低温”)条件下能自发进行。

  2. (2) 反应①在不同催化剂作用下的反应历程如图所示,催化效果更好的是(填“”或“”),判断依据是

  3. (3) 一定温度下,向容积为1L的密闭容器中加入1 mol和3 mol发生反应①和②,达到平衡状态,平衡转化率为20%,的物质的量浓度为的选择性=(的选择性),反应①在该温度下的平衡常数(写出计算式)。
  4. (4) 为提高的平衡产率,最佳反应条件为____。
    A . 高温高压 B . 高温低压 C . 低温高压 D . 低温低压
绿水青山就是金山银山。冶金工业、硝酸工业的废气废液中含氮化合物污染严重,必须处理达标后才能排放。
  1. (1) 用活性炭处理工厂尾气中的氮氧化物。已知:

       

       

       

    则反应

  2. (2) 在容积不变的密闭容器中,一定量的与足量的发生反应:    , 平衡时与温度的关系如图甲所示,下列说法正确的是____(填序号)。

    A . 其他条件不变,改变的用量,平衡不移动,图中A、 B . C坐标也不变B.该反应的对应的平衡常数: C . 温度为时,若反应体系处于状态 , 则此时v(正)(逆) D . 若状态B,C,D对应体系的压强分别为 , 则
  3. (3) 已知某温度时,反应的平衡常数 , 在该温度下的密闭容器中投入足量的活性炭和发生反应,时刻达到平衡,在图乙中画出反应过程中随时间的变化曲线

  4. (4) 工业上实际处理含氮废气时,常用活性炭作催化剂,用还原 , 同时通入一定量的以提高处理效果。当通入的物质的量等于废气中的物质的量时,写出体系中总反应的化学方程式:
  5. (5) 纳米铁粉处理污水中的离子方程式为。实验证实,偏低将会导致的去除率下降,其原因是。相同条件下,纳米铁粉去除不同水样中的速率有较大差异(见图丙)产生该差异的可能原因是

甲烷(CH4)是自然界储量丰富的天然气的主要组分,可用作清洁能源和廉价的化工原料,将甲烷催化转化为具有更高价值的化学物质是一个广受关注的课题.哈尔滨工业大学的科研人员研究了由CO2和CH4转化为高附加值产品CH3COOH的催化反应历程(催化剂是),共分为甲烷活化、二氧化碳进入和H转移(夺氢)三个阶段.该反应历程的示意图如下:

  1. (1) 在研究初期,科研人员提出先将CH4转化成CO和H2 , 再转化成CH3COOH。

    已知:

    则混合气体CO和H2转化成CH3COOH(g)的热化学方程式为

  2. (2) 催化剂有以下四种形态:

    图甲、图乙分别表示反应在催化剂形态时的势能变化:

    图甲   直接转化的反应过程的势能曲线

    图乙   CH4与CO2中同时发生活化的反应路线的势能曲线

    由图甲、图乙可知0(填“>”“<”或“=”);不同形态的(填“有”或“无”)影响.

  3. (3) 从CH4到过渡态Ⅰ断裂的是键(填“碳氢”“碳碳”“氧氢”或“碳氧”,下同),最后一步“夺氢”过程中有键形成.