2021年高中化学选修一第一章《化学反应的热效应》(答案解析)

一、选择题

1．1 g火箭燃料N2H4(g)燃烧，生成N2(g)和H2O(g)，同时放出16.7 kJ的热量，表示该反应的热化学方程式正确的是

A．N2H4+O2=N2 + 2H2O △H =- 534.4 kJ/mol B．N2H4+O2 =N2 +2H2O △H=-1068.8 kJ/mol C．N2H4(g)+O2(g) =N2(g)+2H2O(g) △H =-534.4 kJ/mol D． N2H4(g)+ O2(g)=答案：C 【详解】

A．没注明物质的聚集状态，选项A错误； B．没注明物质的聚集状态，选项B错误；

C．1g火箭燃料肼（N2H4）气体燃烧生成N2和H2O（g）时，放出16.7kJ的热量，则32g肼（N2H4）气体燃烧生成N2和H2O（g）时，放出534.4kJ的热量，即N2H4（g）+O2（g）=N2（g）+2H2O（g）△H=-534.4kJ/mol，选项C正确； D．反应为放热，焓变为负值，选项D错误； 答案选C。

12121N2(g) + H2O(g) △H =+267.2 kJ/mol 2

2．断裂1mol化学键所需的能量如表，火箭燃料肼(H2N—NH2)的有关化学反应的能量变化如图所示，则下列说法错误的是 化学键 键能(kJ) N—N 154 O=O 500 N≡N 942 N—H a

A．N2(g)比O2(g)稳定

mol-1 B．N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH1=-534kJ·mol-1 C．图中的ΔH3=+2218kJ·D．表中的a=194 答案：D

【详解】

A．化学键的断裂要吸收能量，N≡N键能942kJ，O=O键能500kJ，所以N≡N键能大，破坏需吸收更多的能量，相对于破坏氧气中O=O难，N2(g)比O2(g)稳定，故A正确； B．根据图中内容，可以看出N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)ΔH1=-534kJ·mol-1，故B正确； C．根据图中内容，可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g)，△H3=△H1−△H2=−534kJ/mol-(-2752kJ/mol)=+2218kJ/mol，故C正确；

D．根据图中内容，可以看出N2H4(g)+O2(g)=2N(g)+4H(g)+2O(g)，△H3=−534kJ/mol-(-2752kJ/mol)=2218kJ/mol，化学反应的焓变等于产物的能量与反应物能量的差值，旧键断裂吸收能量，新键生成释放能量，设断裂1molN−H键所需的能量为akJ/mol，旧键断裂吸收的能量：154kJ/mol+4akJ/mol+500kJ/mol=2218kJ/mol，解得a=391，故D错误； 答案选：D。

3．下列各组热化学方程式，ΔH1>ΔH2的是 A．C(s)+O2(g)=CO2(g)B．S(s)+O2(g)=SO2(g)C．S(g)+O2(g)=SO2(g)ΔH1；C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH1；S(s)+O2(g)=SO2(s)ΔH1；S(s)+O2(g)=SO2(g)ΔH2

ΔH2 ΔH2

ΔH2

D．CaO(s)+H2O(1)=Ca(OH)2(s)答案：B 【详解】

A．C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH1；CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH1、C(s)+1/2O2(g)=CO(g)ΔH2，都为放热反应，

ΔH<0，前者完全反应，放出的热量多，则ΔH1<ΔH2，故A不选；

B． 硫单质燃烧都为放热反应，ΔH<0，气态二氧化硫转化为固态二氧化硫时会放出热量，因此生成二氧化硫固体放出的热量多，则ΔH1>ΔH2，故B选；

C．气态硫单质的能量高于固态硫单质，硫单质燃烧都为放热反应，ΔH<0，因此气态硫燃烧放出的热量高，则ΔH1<ΔH2，故C不选； D．CaO(s)+H2O(1)=Ca(OH)2(s)则ΔH1<ΔH2，故D不选；

综上所述，各组热化学方程式，ΔH1>ΔH2的是B项，故答案为B。

ΔH1<0，CaCO3(s)=CaO(s)+CO2(g)ΔH2>0，

4．以太阳能为热源，热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法，其流程图如下：

相关反应的热化学方程式为：

反应I：SO2g+I2g+2H2Ol=2HIaq+H2SO4aq ΔH1=-213kJmol-1

1反应II：H2SO4aq=SO2g+H2Ol+O2g ΔH2=+327kJmol-1

2反应III：2Hlaq=H2g+I2g ΔH3=+172kJmol-1 下列说法不正确的是 ．．．

A．该过程实现了太阳能到化学能的转化 B．SO2和I2对总反应起到了催化剂的作用

C．总反应的热化学方程式为：2H2Ol=2H2g+O2g ΔH=+286kJmol-1 D．该过程使水分解制氢反应更加容易发生，但总反应的ΔH不变 答案：C 【详解】

A．通过流程图，反应II和III，实现了太阳能到化学能的转化，故A正确； B．根据流程总反应为H2O=H2↑＋

1O2↑，SO2和I2起到催化剂的作用，故B正确； 21O2(g)，根据盖斯定律，△H=△H1 +△H2 2C．反应I+反应II+反应III，得到H2O(l)=H2(g)＋

－－

+△H3 =(－213＋327＋172)kJmol1=＋286kJmol1，或者2H2O(l)=2H2(g)＋O2(g)△H=＋

572kJmol－1，故C错误；

D．△H只与始态和终态有关，该过程降低了水分解制氢的活化能，△H不变，故D正确； 答案选C。

5．碳燃烧的过程如图所示，下列说法正确的是

A．1molC(s)与0.5molO2(g)的总能量小于1molCO(g)的能量 B．CO2(g)=C(g)+O2(g)△H=+393.5kJ/mol C．2C(s)+O2(g)=2CO(g)△H=-221.0kJ/mol

D．等量的碳燃烧C (s)→CO2 (g)过程比C (S)→CO(g)→CO2 (g)过程释放的能量多

答案：C

解析：从图中可以看出，C和O2反应属于放热反应，热化学方程式为

C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5kJ/mol，同理可得

1CO(g)+O2(g)=CO2(g) H=-283.0kJ/mol。

2【详解】

A．根据盖斯定律，由C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5kJ/mol和

1CO(g)+O2(g)=CO2(g) H=-283.0kJ/mol，可得

21C(s)+O2(g)=CO(g) H=-110.5kJ/mol，反应为放热反应，反应物总能量大于生物，

2故A错误；

B．因C(s)+O2(g)=CO2(g) H=-393.5kJ/mol，所以

CO2(g)=C(s)+O2(g) H=+393.5kJ/mol，故B错误；

C．根据盖斯定律，可得C(s)+1O2(g)=CO(g) H=-110.5kJ/mol，故22C(s)+O2(g)=2CO(g) H=-221.0kJ/mol，故C正确；

D．根据盖斯定律，反应只与始态和末态有关，与过程无关，故D错误； 故选C。

6．已知反应：①2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H=-221 kJ/mol；②稀溶液中，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ/mol。下列结论正确的是 A．碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol B．①的反应热为221 kJ/mol

C．稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应的中和热为57.3 kJ/mol D．稀醋酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水，放出57.3 kJ 热量 答案：A 【详解】

A．燃烧热是1 mol可燃物完全燃烧产生稳定的氧化物时放出的热量，由①可知1 mol C不完全燃烧产生CO放出热量是110.5 kJ，则其完全燃烧放热大于110.5 kJ，故碳的燃烧热大于110.5 kJ/mol，A正确；

B．反应热既包括大小，也包括符号，所以①的反应热为-221 kJ/mol，B错误； C．稀硫酸与稀Ba(OH)2溶液反应除产生H2O外，还有BaSO4沉淀生成，因此其中和热不是57.3 kJ/mol，C错误；

D．②稀溶液中，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H=-57.3 kJ/mol表示强酸与强碱反应产生1 mol水和可溶性盐时放出热量是57.3 kJ。醋酸是弱酸，电离过程吸收热量，因此产生1 mol水放出热量小于57.3 kJ，D错误； 故合理选项是A。

7．101Kpa时，已知反应：①2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ/mol ②CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g) ΔH=-802.3kJ/mol ③稀溶液中，H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol

下列结论中正确的是

A．碳的燃烧热ΔH=-110.5kJ/mol B．甲烷的燃烧热ΔH=-802.3kJ/mol

C．稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水，放出57.3kJ热量 D．稀硫酸与稀氢氧化钠反应的中和热ΔH=-57.3kJ/mol 答案：D 【详解】

A．反应①中，C(s)燃烧生成一氧化碳，所以1mol C(s)不充分燃烧产生的热量不是碳的燃烧热，A不正确；

B．反应②中，甲烷燃烧的产物为H2O(g)，而不是H2O(l)，所以甲烷的燃烧热ΔH＜-802.3kJ/mol，B不正确；

C．由于醋酸为弱电解质，电离时吸热，所以稀醋酸与稀氢氧化钠溶液反应生成1mol水，放出小于57.3kJ热量，C不正确；

D．稀硫酸与稀氢氧化钠反应生成1mol H2O(l)，放出的热量即为中和热，其中和热ΔH=-57.3kJ/mol，D正确； 故选D。

8．已知wg液态苯(C6H6)完全燃烧生成2molCO2气体和1mol液态水，并放出mkJ的热量，下列能正确表示苯燃烧热的热化学方程式的是 A．2C6H6(l)＋15O2(g)=12CO2(g)＋6H2O(l) ΔH=-2mkJ·mol-1 B．

15C6H6(l)＋O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l) ΔH=-mkJ·mol-1 3215O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH=-mkJ·mol-1 215O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH=-3mkJ·mol-1 2C．C6H6(l)＋D．C6H6(l)＋

答案：D

解析：燃烧热是指25℃、101kPa时，1mol物质完全燃烧，生成稳定的化合物时放出的热量。 【详解】

A．反应2C6H6(l)＋15O2(g)=12CO2(g)＋6H2O(l) ΔH=-2mkJ·mol-1不满足“wg液态苯(C6H6)完全燃烧生成2molCO2气体和1mol液态水，并放出mkJ的热量”的信息，A不符合题意；

115C6H6(l)＋O2(g)=2CO2(g)＋H2O(l) ΔH=-mkJ·mol-1表示的是C6H6(l)完全燃烧放332出的热量，B不符合题意；

15C．反应C6H6(l)＋O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH=-mkJ·mol-1不满足“wg液态苯(C6H6)

2B．反应

完全燃烧生成2molCO2气体和1mol液态水，并放出mkJ的热量”的信息，C不符合题意；

15O2(g)=6CO2(g)＋3H2O(l) ΔH=-3mkJ·mol-1表示的是1mol C6H6(l)完全2燃烧，生成稳定的化合物时放出的热量，D符合题意； 故选D。

D．反应C6H6(l)＋

9．KI可催化H2O2分解，机理为：①H2O2+I—→H2O+IO；②H2O2+IO→H2O+O2↑+I．反应过程中能量变化如图所示，下列判断正确的是

A．KI不改变H2O2分解反应的途径 B．KI能改变总反应的能量变化 C．H2O2+I—→H2O+IO—是放热反应 D．反应物总能量高于生成物总能量 答案：D 【详解】

A．催化剂参与化学反应改变反应途径，KI改变H2O2分解反应的途径，故A错误； B．焓变只与反应体系的始态和终态有关，催化剂不能改变总反应的能量变化，故B错误；

C．根据图示，H2O2+I—→H2O+IO—是吸热反应，故C错误；

D．根据图示，反应物总能量高于生成物总能量，总反应为放热反应，故D正确； 选D。

＋

10．强酸与强碱的稀溶液发生中和反应的热效应为：H(aq)＋OH-(aq)=H2O(l)△H =-

57.3KJ·mol-1.分别向1L 0.5mol·L-1的Ba(OH)2的溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀，恰好完全反应的热效应分别为△H1、△H2、△H3，下列关系正确的是 A．△H1＞△H2＞△H3 C．△H1＞△H2=△H3 答案：B 【详解】

强酸与强碱的稀溶液发生中和反应热效应表示为：H+（aq）+OH-（aq）═H2O（l）△H=-57.3kJ•mol-1，分别向1L 0.5mol·L-1的Ba(OH)2的溶液中加入①浓硫酸；②稀硫酸；③稀至恰好完全反应，均生成1mol水，其中：①浓硫酸发生中和反应生成1mol水时，浓硫酸溶于水放热，且生成BaSO4沉淀也放出热量，则放出的热量最多，△H1最小；②稀硫酸在发生中和反应时生成1mol水，同时生成BaSO4沉淀也能放出热量，放出的热量要略大于中和热，即△H2略小于△H；③稀正常发生中和反应生成1mol水，中和热不变，即

B．△H1＜△H2＜△H3 D．△H1＜△H2=△H3

△H3=△H；则恰好完全反应时的放出的热量为：①＞②＞③，即△H1＜△H2＜△H3，故答案为B。

11．下列关于热化学反应的描述中正确的是 A．HCN和NaOH反应的中和热△H=-57.3 kJ/mol

B．甲烷的标准燃烧热△H=- 0.3 kJ/mol，则CH4(g) +2O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) △H＜-0.3 kJ/mol

C．500℃、30 MPa下，N2(g)+3H2(g)

2NH3(g) △H = -92.4kJ/mo1， 将1.5 mol H2和过量

的N2在此条件下充分反应，放出热量46.2 kJ

D．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的△H=+566.0 kJ/mol 答案：D 【详解】

A． HCN是弱酸，HCN和NaOH反应的中和热△H≠=-57.3 kJ/mol，A错误； B．生成水蒸气时放出的热量小于生成液态水时放出的热量，甲烷的标准燃烧热△H=- 0.3 kJ/mol，则CH4(g) +2O2(g) =CO2(g)+2H2O(g) △H>-0.3 kJ/mol，B错误； C． 500℃、30 MPa下，N2(g)+3H2(g)热量小于46.2 kJ，C错误；

D．CO(g)的燃烧热是283.0 kJ/mol，则1molCO2(g)分解产生1mol CO(g)和0.5mol O2(g)时吸收热量283.0 kJ ，故2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)的△H=+566.0 kJ/mol，D正确； 答案选D。

2NH3(g) △H = -92.4kJ/mo1，合成氨反应是可逆反

应， 将1.5 mol H2和过量的N2在此条件下充分反应，实际消耗的氢气不足1.5 mol，放出

12．下列说法正确的是

mol-1，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为A．甲烷的燃烧热ΔH为-0.3 kJ·

CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-0.3 kJ·mol-1

B．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放出19.3 kJ热量，其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)mol-1 量。则Fe(s)+S(s)=FeS(s) ΔH=-95.6 kJ·

L-1NaOH溶液反应：CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) D．稀醋酸与0.1 mol·ΔH=-57.3 kJ·mol-1 答案：C 【详解】

A．甲烷的燃烧热ΔH为-0.3 kJ·mol-1，燃烧热为1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量，水应为液态，则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-0.3 kJ·mol-1，故A错误；

B．500 ℃、30 MPa下，将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭容器中充分反应生成NH3(g)，放出19.3 kJ热量，由于合成氨反应为可逆反应，反应物不能完全转化，放出19.3 kJ热量时，生成的氨气物质的量小于1mol，则生成2mol氨气时放出的热量大于38.6 kJ，即ΔHmol-1，其热化学方程式为N2(g)+3H2(g)＜-38.6 kJ·

2NH3(g) ΔH＜-38.6 kJ·mol-1，故B2NH3(g) ΔH=-38.6 kJ·mol-1

C．密闭容器中，9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成17.6 g硫化亚铁时，放出19.12 kJ热

错误；

C．密闭容器中，9.6 g硫粉与11.2 g铁粉混合加热生成17.6 g硫化亚铁时，放出19.12 kJ热量，11.2 g铁粉的物质的量为0.2mol，9.6 g硫粉的物质的量为0.3mol，根据反应Fe(s)+S(s)=FeS(s)可知S过量，即0.2mol的铁完全反应生成硫化亚铁时，放出19.12 kJ热

1mol=95.6kJ，则热化

0.2molmol-1，故C正确； 学反应方程式为：Fe(s)+S(s)=FeS(s) ΔH=-95.6 kJ·

量，则1mol铁粉完全反应生成硫化亚铁放出的热量为19.12 kJ×

D．在稀溶液里，强酸和强碱完全反应生成1mol水时放出的热量为中和热，ΔH=-57.3 kJ·mol-1，由于醋酸电离吸热，则稀醋酸与0.1 mol·L-1NaOH溶液反应生成1mol水时，ΔHmol-1，故D错误； ＞-57.3 kJ·答案选C。

13．下列有关实验操作说法正确的是 A．渗析使用的半透膜是一种离子交换膜

B．蒸馏实验结束后，先停止加热，再停止通冷凝水

C．分液操作时，从下口先放出下层液体，紧接着放出上层液体

D．中和热的测定中，用温度计测完盐酸的温度后，直接继续测量NaOH溶液的温度 答案：B 【详解】

A．渗析使用的半透膜是一种可以使溶液的离子透过，而胶体微粒不能透过的物质，A错误；

B．蒸馏实验结束后，为使容器中的气体液化，应先停止加热，再停止通冷凝水，B正确； C．分液操作时，从下口先放出下层液体，紧接着从上口倒出上层液体，C错误； D．中和热的测定中，用温度计测完盐酸的温度后，洗涤温度计表面的酸液后，再测量NaOH溶液的温度，D错误； 故合理选项是B。

14．已知煤转化成水煤气及其燃饶过程的能量变化如图，则下列说法正确的是

A．ΔH1 +ΔH2+ΔH3=0 B．ΔH1 < ΔH2

C．由ΔH3可知，该步反应的反应物键能总和大于生成物的键能总和 D．若用C(s)和H2O(l)转化为H2(g)和CO(g)，则ΔH2变小 答案：B 【详解】

A．根据盖斯定律，ΔH1 =ΔH2+ΔH3，故A错误；

B．C(s) + H2O(g)＝CO(g) + H2(g)为吸热反应，ΔH2>0；碳燃烧放热，ΔH1 < 0，所以ΔH1 <

ΔH2，故B正确；

C．燃烧反应放热，ΔH3<0，该步反应的反应物键能总和小于生成物的键能总和，故C错误；

D．H2O(l)的能量小于H2O(g)，若用C(s)和H2O(l)转化为H2(g)和CO(g)，根据盖斯定律，ΔH2变大，故D错误； 选B。

15．十氢萘(C10H18)是具有高储氢密度的氢能载体，经历“C10H18→C10H12→C10H8”的脱氢过程释放氢气。

反应Ⅰ：C10H18(l)C10H12(l)+3H2(g) ΔH1 反应Ⅱ：C10H12(l)C10H8(l)+2H2(g) ΔH2

在一定温度下，其反应过程对应的能量变化如图。下列说法不正确的是 ．．．

A．ΔH1＞ΔH2＞0 B．ΔH1=Ea1-Ea2

C．该脱氢过程速率的快慢由反应Ⅰ决定

D．C10H18脱氢过程中，不会有大量中间产物C10H12积聚 答案：B 【详解】

A．由图可知，反应Ⅰ和Ⅱ，生成物的能量总和均大于反应物能量总和，说明反应Ⅰ和Ⅱ均为吸热反应，结合△H=生成物能量总和-反应物能量总和，则ΔH1＞ΔH2＞0，A正确； B．根据图示可知Ea1为反应Ⅰ的活化能，Ea2为反应Ⅱ的活化能，ΔH1＞Ea1-Ea2，B错误； C．由图可知，Ea1＞Ea2，则说明反应Ⅱ比反应Ⅰ速率快，化学反应速率的快慢由慢反应决定，则该脱氢过程速率的快慢由慢反应Ⅰ决定，C正确；

D．由图可知，Ea1＞Ea2，则说明反应Ⅱ比反应Ⅰ速率快，即消耗C10H12速率大于生成C10H12，所以C10H18脱氢过程中，不会有大量中间产物C10H12，D正确； 故合理选项是B。

二、填空题

16．(1)小苏打的化学式：_______。 (2)写出乙醛的结构简式：_______。

(3)甲硅烷(SiH4)是一种无色气体，遇到空气能发生爆炸性自燃。已知室温下1g甲硅烷自燃生成SiO2固体和液态水放出热量44.6kJ，则其热化学方程式为_______。 mol-1 答案：NaHCO3 CH3CHO SiH4(g)+3O2(g)=4SiO2(s)+2H2O(l)∆H=-1427.2kJ·【详解】

(1)碳酸氢钠的俗名是小苏打，化学式为NaHCO3；

(2)乙醛含有醛基，乙醛的结构简式CH3CHO；

(3)室温下1g甲硅烷自燃生成SiO2固体和液态水放出热量44.6kJ，则1mol甲硅烷自燃生成SiO2固体和液态水放出热量44.6kJ32=1427.2 kJ，甲硅烷自燃的热化学方程式为SiH4(g)+3O2(g)=4SiO2(s)+2H2O(l)∆H=-1427.2kJ·mol-1。

17．请根据要求书写出方程式。 (1)NO2与水形成酸雨的化学方程式为__。

(2)1754年，Briestly用硵砂(主要成份NH4Cl)和熟石灰共热制得了氨，化学反应方程式为__。

(3)可利用CH4等气体除去烟气中的氮氧化物，生成物为可参与大气循环的气体，请写出CH4与NO反应的化学方程式__。

(4)卫星发射时可用液态肼(N2H4)作燃料，16gN2H4(l)在氧气(g)中燃烧，生成氮气(g)和水蒸气，共放出255kJ热量。请写出该反应的热化学方程式__。 答案：3NO2+H2O＝2HNO3+NO 2NH4Cl+Ca(OH)2

ΔCaCl2+2NH3↑+2H2O CH4+4NO＝

CO2+2H2O+2N2 N2H4(l)+O2(g)＝2H2O(g)+N2(g) ΔH＝－510kJ/mol 【详解】

(1)NO2与水反应方程式为3NO2+H2O＝2HNO3+NO，雨水酸性较强，形成了酸雨； (2)NH4Cl和熟石灰共热可生成氨气，该反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2

ΔCaCl2+2NH3↑+2H2O；

(3)可利用CH4等气体除去烟气中的氮氧化物，生成物为可参与大气循环的气体，则反应产物为CO2、H2O、N2，则CH4与NO反应的化学方程式为：CH4+4NO＝CO2+2H2O+2N2； (4)16gN2H4(l)即0.5mol肼在氧气(g)中燃烧，生成氮气(g)和水蒸气，共放出255kJ热量，则1.0mol肼在氧气(g)中燃烧，生成氮气(g)和水蒸气，共放出510kJ热量，该反应的热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)＝2H2O(g)+N2(g) ΔH＝－510kJ/mol。

18．氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题：

(1)砷在元素周期表中的位置_______。115Mc的中子数为_______。已知：P(s，白

磷)=P(s，黑磷) ΔH=-39.3kJmol-1；P(s，白磷)=P (s，红磷) ΔH=-17.6kJmol-1；由此推知，其中最稳定的磷单质是_______。

(2)氮和磷氢化物性质的比较：热稳定性：NH3 _______PH3(填“>”或“＜”)。沸点：N2H4_______P2H4(填“>”或“＜”)，判断依据是_______。

(3)PH3和NH3与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似。下列对PH3与HI反应产物的推断正确的是___(填序号)。

a.不能与NaOH反应 b.含离子键 c.含共价键

(4)SbCl3能发生较强烈的水解，生成难溶的SbOCl，写出该反应的化学方程式_____。 (5)下图是通过热化学循环在较低温度下由水或硫化氢分解制备氢气的反应系统原理。

288

通过计算，可知系统(I)和系统(II)制氢的热化学方程式分别为_____、_____，制得等量H2所需能量较少的是____。

答案：第四周期第ⅤA族 173 黑磷 ＞ ＞ N2H4分子间存在氢键 bc SbCl3+H2O=SbOCl↓+2HCl H2O(l)=

1O2(g)+H2(g) ΔH=+286kJ/mol H2S(g)=H2(g)+ S(s) 2ΔH=+20kJ/mol 系统(II) 【详解】

(1)氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素，则砷在元素周期表中的位置为第四周期第ⅤA族；115Mc的中子数=288-115=173；①P(s，白磷)=P(s，黑磷) ΔH=-39.3kJmol-1；②P(s，白磷)=P (s，红磷)

288ΔH=-17.6kJmol-1，根据盖斯定律①-②有：P (s，红磷)= P(s，黑磷)

ΔH=-39.3kJmol-1+17kJmol-1=-22.3kJmol-1；白磷没有黑磷稳定，白磷没有红磷稳

定，红磷没有黑磷稳定，因此最稳定的磷单质是黑磷；

(2)氮和磷氢化物性质的比较：由于N的非金属性比P强，因此热稳定性：NH3＞PH3(填“>”或“＜”)，沸点：N2H4＞P2H4，判断依据是N2H4分子间存在氢键；

(3)PH3和NH3与卤化氢的反应相似，产物的结构和性质也相似，则PH3与HI反应产物为PH4I，类似铵盐：

a．铵盐能和NaOH发生复分解反应，所以PH4I能与NaOH反应，故a错误； b．铵盐中存在离子键和共价键，所以PH4I中含离子键、共价键，故b正确； c．铵根离子中含共价键，则PH4I中含共价键，故c正确； 故选bc；

(4)SbCl3能发生较强烈的水解，生成难溶的SbOCl，根据元素守恒知，还生成HCl，反应方程式为SbCl3+H2O=SbOCl↓+2HCl；

(5)系统(I)内发生①H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(1)+1O2(g) ΔH1=327kJmol-1 2-1②SO2(g)+I2(s)+2H2O(1)=2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH2=-151kJmol ③2HI(aq)=H2(g)+I2(s) Δ3=110kJmol

-1由盖斯定律①+②+③可得H2O(l)=

1O2(g)+H2(g) 2ΔH=(327-151+110)kJ/mol=+286kJ/mol，因此系统(I)制氢的热化学方程式为

H2O(l)=

1O2(g)+H2(g) ΔH=+286kJ/mol； 2-1系统(II)内发生②SO2(g)+I2(s)+2H2O(1)=2HI(aq)+H2SO4(aq) ΔH2=-151kJmol ③2HI(aq)=H2(g)+I2(s) Δ3=110kJmol

④H2S(g)+H2SO4(aq)=S(s)+SO2(g)+2H2O(1) ΔH4=61kJmol

由盖斯定律②+③+④可得H2S(g)= H2(g)+ S(s) ΔH=(-151+110+61)kJ/mol=+20kJ/mol，因此系统(II)制氢的热化学方程式为H2S(g)=H2(g)+ S(s) ΔH=+20kJ/mol； 对比两个系统内制氢的热化学方程式可知制得等量H2所需能量较少的是系统(II)。

-1-1

19．已知化学反应N2+3H2=2NH3的能量变化如图所示，

(1)1mol N 和3mol H 生成1mol NH3(g)是_________能量的过程(填“吸收”或“释放”)。

31N2(g)+H2(g)=NH3(g) △H =_________； 22答案：释放 (a-b)kJ•mol-1 【详解】

(2)

(1)有图可知，1mol N 和3mol H 的总能量大于1mol NH3(g)的总能量，则1mol N 和3mol H 生成1mol NH3(g)是释放能量； (2)有图可知，

31N2(g)+H2(g)生成1molN和3molH吸收的能量是akJ，1molN和3molH22生成1mol氨气（气体）释放bkJ，△H =反应物的总键能-生成物的总键能=(a-b)kJ•mol-1。

20．今社会，能源的发展已成为全世界共同关注的话题，乙烷、二甲醚的燃烧热较大，可用作燃料。如图表示乙烷、二甲醚燃烧过程中的能量变化。请回答下列问题：

（1）a=___。

（2）乙烷的燃烧热为___。

（3）等物质的量的C2H6(l)比C2H6(g)完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量___ (填“多”或“少”)。

（4）根据题图写出二甲醚完全燃烧时的燃烧热的热化学方程式：___。

（5）从环保角度分析，放出相同的热量时选择___(填“乙烷”或“二甲醚”)作为燃料产生的二氧化碳较少。

（6）写出由乙烷和O2组成的碱性燃料电池的负极反应___。 答案：

1mol-1 少 CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1455kJ·mol-1 乙 1560kJ·

32烷 C2H6+8OH--14e-=2CO3+12H2O 【详解】

(1) 由H原子守恒可知6a=2,则a=

11，故答案为： 33(2) 1 mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量为燃烧热,则乙烷燃烧热为520kJ/mol3= 1560kJ /mol ，故答案为： 1560 kJ /mol ；

(3) 反应物中气态比液态能量高，则等物质的量的C2H6(l)比C2H6(g)完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热少，故答案为：少；

(4)结合状态及焓变可知二甲醚完全燃烧时的热化学方程式为CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1455kJ·mol-1，故答案为CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)ΔH=-1455kJ·mol-1

(5) 图中生成等量二氧化碳时二甲醚燃烧放热多，则从环保角度分析，放出相同的热量时选择乙烷作为燃料产生的二氧化碳较少，故答案为：乙烷；

(6)乙烷和O2组成的碱性燃料电池的负极反应失去电子，生成碳酸根离子，负极反应式为：C2H6+8OH--14e-=2CO3+12H2O，故答案为：C2H6+8OH--14e-=2CO3+12H2O

22

21．已知氮化硅陶瓷材料可由石英固体与焦炭颗粒在高温氮气流中通过如下反应制得：

高温SiO2+C+N2Si3N4+CO(未配平)。该反应过程中的能量变化如图所示。回答以下问

题：

（1）上述反应中的氧化剂是___________，其还原产物是________________。 （2）该反应是____ (填“吸热反应”或“放热反应”)，ΔH____(填“>、<、=”)0。 （3）该反应过程中，断裂旧键吸收的热量___ (填“>、<、=”)形成新键释放的热量。 答案：N2 Si3N4 放热反应 < < 【详解】

（1）根据化学方程式可知，碳元素的化合价由0价升高为+2价，C失电子，作还原剂，发生氧化反应，氧化产物为CO，氮元素的化合价由0价降低为-3价，N2得电子，作氧化剂，发生还原反应，还原产物为Si3N4；

（2）根据能量变化图可知，反应物具有的总能量大于生成物具有的总能量，该反应为放热反应，H<0；

（3）该反应为放热反应，则反应过程中，断裂旧键吸收的热量＜形成新键释放的热量；

22．（1）已知2H→H2放出437.6 kJ的热量，下列说法正确的是____ A．氢气分子内每个氢原子都达到稳定结构 B．氢气分子的能量比两个氢原子的能量低 C．1molH2离解成 2 mol H 要放出437.6 kJ热量 D．氢原子比氢气分子稳定

（2）科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛（TiO2）表面作用使海水分解得到氢气的新技术2H2O列问题：

①分解海水时，实现了光能转化为__能；生成的氢气用于制作燃料电池时，实现了化学能转化为____能；分解海水的反应属于___反应（填“放热”或“吸热”）

②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，A极上发生的电极反应为：2H2+2O2‾−4e‾=2H2O，则B极的电极反应式为：____

（3）已知某电池的总反应为：Zn+2MnO2+2NH4Cl＝ZnCl2+2NH3↑+Mn2O3+H2O，写出该电池的电极反应方程式：负极_______正极_______

答案：AB 化学 电 吸热 O2 +4e‾ =2O2‾ 负极：Zn – 2e‾ = Zn2+ 正极：2NH4+ +2MnO2+ 2e‾＝2NH3↑+Mn2O3+H2O 【解析】 【详解】

（1）A、氢气分子内每个氢原子都达到2电子稳定结构，选项A正确；

B、2molH结合成1molH2放出能量，则H2分子的能量比两个H原子的能量低，选项B正

TiO22H2↑+O2↑。制得的氢气可用于制作燃料电池．试回答下激光确；

C、根据已知2H→H2并放出437.6kJ的热量，所以1molH2离解成2molH要吸收437.6kJ的热量，选项C错误；

D、原子比分子能量高，氢气分子稳定，选项D错误； 答案选AB；

(2)①利用太阳能产生激光分解海水时，实现了光能转化为化学能；生成的氢气用于制作燃料电池时，化学能又转化为电能；分解海水的反应属于吸热反应；

②某种氢氧燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，A极上发生的电极反应为2H2+ 2O2- -4e-=2H2O，该反应为氧化反应，则A极是电池的负极，电子从该极流出，B极为正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-=2O2-；

（3）在反应中Zn元素化合价升高，被氧化，Zn为负极反应，负极电极反应式为Zn – 2e‾ = Zn2+，Mn元素化合价降低，被还原，MnO2为正极反应，正极反应式为2NH4+ +2MnO2+ 2e‾＝2NH3↑+Mn2O3+H2O。

23．燃料和能源是化学知识与社会生活联系极为密切的内容,我们要关注矿物能源的合理利用,积极研究、开发新能源。

(1)新能源应该具有原材料易得、燃烧时产生的热量多且不会污染环境的特点,在煤炭、石油、煤气、氢气中,前途广阔的能源是____。

(2)近年来,我国煤矿事故大多是瓦斯爆炸所致。瓦斯中含有甲烷和一氧化碳等气体,当矿井中瓦斯浓度达到一定范围时遇明火即燃烧爆炸。为避免灾难的发生应采取的切实可行的措施有________(填序号)。

①加强安全管理,杜绝明火源 ②降低瓦斯气体的着火点 ③提高通风能力 ④将矿井中的氧气抽去

(3)为了提高煤的利用率同时减少燃烧时的环境污染,常将煤转化为水煤气,这是将煤转化为洁净燃料的方法之一,水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气,它是由煤炭和水蒸气反应制得的,已知C(石墨)、CO、H2燃烧的热化学方程式为: C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1

H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2=-241.8 kJ·mol-1 CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0 kJ·mol-1

H2(g)+1/2O2(l)=H2O(l) ΔH4=-285.8 kJ·mol-1 请回答下列问题:

①根据上述提供的热化学方程式计算,36 g水由液态变成气态的热量变化是_________。 ②写出C(石墨)与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式_____________。 ③丙烷是液化石油气的主要成分之一,丙烷燃烧的热化学方程式

为:C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(g) ΔH=-2 220.0 kJ·mol,相同物质的量的丙烷和一氧化碳完全燃烧生成气态产物时,产生的热量之比为____。

答案：氢气 ①③ 吸收88 kJ热量 C(石墨)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3 kJ·mol-1

-1

2220∶283

【详解】

（1）煤炭、石油属于化石能源，燃烧容易造成环境污染，煤气燃烧会生成导致温室效应的气体，氢气燃烧生成水，热值高、无污染，是前途广阔的能源，因此，本题正确答案是：氢气；

（2）①加强安全管理，杜绝明火源可以防止瓦斯爆炸，故①正确； ②瓦斯的着火点一般情况下不能改变，故②错误；

③提高通风能力可以降低瓦斯的浓度，防止瓦斯爆炸，故③正确；

④将矿井中的氧气抽去是不现实的，也是不允许的，因为工人在井下作业需要氧气，故④错误，因此正确答案是：①③；

（3）①已知：H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ΔH2=-241.8 kJ·mol-1 ，H2(g)+1/2O2(l)=H2O(l) ΔH4=-285.8 kJ·mol-1，根据盖斯定律可得：H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ/mol，故36g水44kJ=88kJ，本题正确答案是：吸收88kJ； 由液态变成气态相应吸收热量 2×

mol-1，Ⅱ、H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g) ②已知：Ⅰ、C(石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·

ΔH2=-241.8 kJ·mol-1，Ⅲ、CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) ΔH3=-283.0 kJ·mol-1，根据盖斯定律，Ⅰ-Ⅲ-Ⅱ可得C（s，石墨）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1，因此，本题正确答案是：C（s，石墨）+H2O（g）=CO（g）+H2（g）△H=+131.3kJ•mol-1； ③根据热化学方程式可知，相同物质的量的丙烷和一氧化碳完全燃烧生成气态产物时产生的热量之比为2220.0kJ•mol-1：283.0kJ•mol-1=2220：283。因此，本题正确答案是：2220：283。

24．铅的冶炼有很多种方法。

（1）瓦纽科夫法熔炼铅，其相关反应的热化学方程式如下： ① 2PbS(s)＋3O2(g)＝2PbO(s)＋2SO2(g) ΔH1＝a kJ·mol ② PbS(s)＋2PbO(s)＝3Pb(s)＋SO2(g) ΔH2＝b kJ·mol－1 ③ PbS(s)＋PbSO4(s)＝2Pb(s)＋2SO2(g) ΔH3＝c kJ·mol－1

反应PbS(s)＋2O2(g)＝PbSO4(s) ΔH＝______________ kJ·mol－1(用含a、b、c的代数式表示)。

（2）还原法炼铅，包含反应PbO(s)＋CO(g)的对数值与温度的关系如下表： 温度/℃ lgK 300 6.17 727 2.87 1227 1.24 Pb(s)＋CO2(g) ΔH，该反应的平衡常数

－1

①该反应的ΔH_______0(选填“＞”、“＜”或“＝”)。

②当lgK＝1，在恒容密闭容器中放入PbO并通入CO，达平衡时，混合气体中CO的体积分数为______________ (保留两位有效数字)；若向容器中充入一定量的CO气体后，平衡向_________ (填“正向”、“逆向”或“不”)移动，再次达到平衡时，CO的转化率_________(填“增大”、“减小”或“不变”)。

答案：（2/3a＋2/3b－c） ＜ 9.1% 正向 不变

解析：(1)根据盖斯定律书写目标热化学方程式；

(2)①利用lgK与K是增比例函数，温度越高K值越小，说明正反应是放热反应； ②当lgK＝1，则K=10，根据平衡常数表达式求出混合气体中CO的体积分数。 【详解】

2-ΔH3=2/3a＋2/3b－c）kJ·mol－1； 3因此，本题正确答案是：（2/3a＋2/3b－c）；

(1)根据盖斯定律ΔH=（ΔH1+2ΔH2）

(2)①利用lgK与K是增比例函数，温度越高K值越小，说明正反应是放热反应。 因此，本题正确答案是：＜； ②lgK＝1，则K=10，在PbO(s)＋CO(g)

Pb(s)＋CO2(g)中，设起始通入CO的amol/L,

达平衡时转化的量为xmol/L,平衡时CO的(a-x)mol/L,CO2的浓度为xmol/L,则

xx=10，得=9.1%。若向容器中充入一定量的CO气体后，平衡向正向移动；由于axa相当于加压，气体分子数不变，所以再次达到平衡时CO的转化率不变。

K=

因此，本题正确答案是：9.1%；正向；不变。

25．氮是地球上含量丰富的元素，氮及其化合物的研究在生产、生活中有着重要意义。 （1）下图是1 mol NO2和1 mol CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图，写出NO2和CO反应的热化学方程式___________________。

（2）已知：N2（g）+O2（g）=2 NO（g） △H=+178 kJ·mol-1 2NO（g）+2 CO（g）=N2（g）+2 CO2（g）△H=-743kJ·mol-1 mol-1 则反应CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）的△H=_______kJ·

（3）在一固定容积为2L的密闭容器内加入1.5 mol的N2和5 mol的H2，在一定条件下发生如下反应：N2+3H2

2NH3，若第5分钟时达到平衡，此时测得NH3的物质的量为

2mol，则前5分钟的平均反应速率υ（N2）为_________，平衡时H2的转化率为_________，该反应的平衡常数K=__________。

（4）在体积一定的密闭容器中能说明合成氨反应一定达到平衡状态的是_____；在压强一定的密闭容器中能说明合成氨反应一定达到平衡状态的是_____

a. 容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2 b. NH3的浓度保持不变 c. 容器内压强保持不变 d. 混合气体的密度保持不变

mol-1 -282.5 0. 1 mol•L-1•min-1 60% 4 答案： NO2(g)+CO(g)= CO2(g)+NO(g) △H = -234 kJ·bc bd

【解析】分析：（1）反应NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）ΔH=E1-E2。 （2）应用盖斯定律解答。

（3）用三段式，化学反应速率、转化率和化学平衡常数的表达式计算。 （4）根据化学平衡状态的本质标志和特征标志判断。

详解：（1）反应NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）ΔH=E1-E2=134kJ/mol-368kJ/mol=-234kJ/mol，NO2和CO反应的热化学方程式为NO2（g）+CO（g）=CO2（g）+NO（g）ΔH=-234kJ/mol。

（2）对反应编号，N2（g+O2（g）=2NO（g） ΔH=+178 kJ·mol-1（①式） 2NO（g）+2 CO（g）=N2（g）+2 CO2（g） ΔH=-743kJ·mol-1（②式） 应用盖斯定律，将（①式+②式）÷2

得，CO（g）+1/2O2（g）=CO2（g）ΔH=[（+178kJ/mol）+（-743kJ/mol）]÷2=-282.5kJ/mol。

（3）用三段式， N2 + 3H2

2NH3

c（起始）（mol/L） 0.75 2.5 0 c（转化）（mol/L） 0.5 1.5 1 c（平衡）（mol/L） 0.25 1 1 前5分钟的平均反应速率υ（N2）=α（H2）=

1.5mol/L2.5mol/L

Δc（N2）0.5mol/L

Δt

=

5min

=0.1mol/（L·min）。平衡时H2的转化率

=

12

×100%=60%。该反应的平衡常数K=

0.25×13

=4。

（4）在体积一定的密闭容器中，a项，达到平衡时各物质的浓度不再变化，但不一定等于化学计量数之比，容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2不能说明反应一定达到平衡状态；b项，NH3的浓度保持不变能说明反应达到平衡状态；c项，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，建立平衡过程中气体分子物质的量减小，在恒温恒容容器中容器内压强减小，达到平衡时气体分子物质的量不变，容器内压强不变，容器内压强保持不变能说明反应达到平衡状态；d项，根据质量守恒定律，混合气体的总质量始终不变，容器的体积一定，混合气体的密度始终不变，混合气体的密度保持不变不能说明反应达到平衡状态；体积一定的密闭容器中能说明合成氨反应一定达到平衡状态的是bc，答案选bc。 在压强一定的密闭容器中，a项，达到平衡时各物质的浓度不再变化，但不一定等于化学计量数之比，容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2不能说明反应一定达到平衡状态；b项，NH3的浓度保持不变能说明反应达到平衡状态；c项，压强一定的容器中，容器内压强始终不变，容器内压强保持不变不能说明反应达到平衡状态；d项，根据质量守恒定律，混合气体的总质量始终不变，该反应的正反应为气体分子数减小的反应，建立平衡过程中气体分子物质的量减小，在恒温恒压容器中容器体积减小，混合气体的密度增大，达到平衡时气体分子物质的量不变，容器体积不变，混合气体的密度不变，混合气体的密度保持不变能说明反应达到平衡状态；在压强一定的密闭容器中能说明合成氨反应一定达到平衡状态的是bd，答案选bd。

26．在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢，当它们混合时，即产生大量氮气和水蒸气，并放出大量热。已知0.4mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和

水蒸气，放出256.0kJ的热量。 （1）写出该反应的热化学方程式：

________________________________________________。

（2）已知H2O(1)=H2O(g) △H＝+44kJ／mol，则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是_____________________ kJ。

答案：N2H4(l) + 2H2O2(l) = N2(g) +4 H2O(g) ΔH = - 0 kJ/mol 408 解析：【详解】

(1) 0.4mol液态肼与足量过氧化氢反应，生成氮气和水蒸气，放出256.0kJ 的热量，32g肼燃烧放热0 kJ/mol；肼燃烧的热化学方程式为: N2H4(l) + 2H2O2(l) = N2(g) +4 H2O(g) ΔH = - 0 kJ/mol；正确答案：N2H4(l) + 2H2O2(l) = N2(g) +4 H2O(g) ΔH = - 0 kJ/mol。 (2)根据①N2H4(l) + 2H2O2(l) = N2(g) +4 H2O(g) ΔH = - 0 kJ/mol；② H2O(1)=H2O(g) △H＝+44kJ／mol；根据盖斯定律, ①-②×4，得到N2H4(l) + 2H2O2(l) = N2(g) +4 H2O(l)，△H=-816 kJ/mol；则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时，放出的热量是408 kJ／mol；正确答案：408 。

三、解答题

27．I．将煤转化为水煤气的主要化学反应为C(s)+H2O(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为： C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1

高温CO(g)+H2(g)；C(s)、CO(g)

1O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1 21CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 kJ·mol-1

2H2(g)+

根据以上数据，写出C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：_______ 。

II．甲醇是一种重要的化工原料，又是一种可再生能源，具有开发和应用的广阔前景。 (1)在一容积为2L的密闭容器内，充入0.2mol CO与0.4mol H2发生反应，CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)，CO的平衡转化率与温度，压强的关系如图所示。

①A、B两点对应的压强大小关系是PA_______PB(填“＞、＜、=”)。 ②A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是_______。 ③下列叙述能说明上述反应能达到化学平衡状态的是_______(填代号) 。 a．H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍

b．CH3OH的体积分数不再改变 c．混合气体的密度不再改变

d．CO和CH3OH的物质的量之和保持不变

(2)在P1压强、T1℃时，该反应的平衡常数K=_______，再加入1.0mol CO后重新到达平衡，则CO的转化率_______(填“增大，不变或减小”)。

(3)T1℃、1L的密闭容器内发生上述反应，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此时v(正)_______v(逆)(填“＞、＜或=”)。

mol-1 ＜ KA=KB＞KC b 100 减小 ＞ 答案：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·

解析：I．根据盖斯定律①-②-③得：C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程式：

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1 。II．达到化学平衡状态时各物质的浓度不变、正逆反应速率相等、各组分的百分含量不再发生变化，据此判断平衡状态，根据平衡常数的定义进行计算，根据浓度商判断反应进行的方向。 【详解】

I．C(s)、CO(g)和H2(g)完全燃烧的热化学方程式为：①C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1②H2(g)+

11O2(g)=H2O(g) ΔH=-242.0 kJ·mol-1③CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0 22kJ·mol-1，根据盖斯定律和以上数据，①-②-③得：C(s)与水蒸气反应的热化学反应方程mol-1 。故答案为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) 式：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5 kJ·ΔH=+131.5 kJ·mol-1；

II．(1)①如图，CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)，该反应为气体体积缩小的反应，增大压强，CO的转化率增大，则平衡正向移动，说明PA＜PB(填“＞、＜、=”)。故答案为：＜； ②化学平衡常数只受温度的影响，该反应放热，温度升高平衡逆向移动，K值减小，则A、B点温度相等且小于C点，A、B、C三点的平衡常数KA，KB，KC的大小关系是KA=KB＞KC。故答案为：KA=KB＞KC；

③a．只要反应发生就有H2的消耗速率是CH3OH生成速率的2倍，不能说明反应达到化学平衡状态，故错误；b．CH3OH的体积分数不再改变，说明各物质的量不变，反应达到化学平衡状态，故正确；c．恒容条件下气体的总质量和容器的体积不变，则混合气体的密度始终不变，不能说明反应达到化学平衡状态，故错误；d．CO和CH3OH的物质的量之和保持不变，可能平衡也可能未达到化学平衡，故错误。故答案为：b；

(2)在P1压强、T1℃时，CO的平衡转化率为0.5，则各反应物的浓度分别为0.05mol/L、0.1mol/L、0.05mol/L，该反应的平衡常数K=

0.05mol/L0.05mol/L0.1mol/L2100；再加入

1.0molCO后重新到达平衡，增加CO的量，则CO的转化率减小；虽然平衡正向移动，但增加的CO的量远大于转化的量，故CH3OH的体积分数减小。故答案为：100；减小； (3)T1℃、1L的密闭容器内发生上述反应，测得某时刻各物质的物质的量如下，CO：0.1mol、H2：0.2mol、CH3OH：0.2mol，此时

Q=

0.2mol/L0.1mol/L0.2mol/L250100K，故平衡向正反应方向进行，此时v(正)＞

v(逆)。故答案为：＞。

28．氮及化合物用途广泛，可制化肥、燃料、医药等化学工业。

(1)氨气易溶于水可电离出NH4和OH－、易液化，液氨也与水一样发生双聚电离，但比水弱，能溶解一些金属等性质。下列说法不正确的是__________。

+

A．NH3可看作比水弱的电解质 B．NH3的双聚电离为2NH3

NH+4+NH2

C．NH3易溶于水是由于与水形成氢键，如图所示 D．NH3可与Na反应2NH3+2Na=2NaNH2+H2↑

(2)一定温度下，在恒容密闭容器中N2O5可发生下列反应：2N2O5(g)

4NO2(g)+O2(g)

H>0

①该反应自发进行的条件是___________。 ②下表为反应在T1温度下的部分实验数据： t/s c(N2O5)/mol·L-1 0 5.00 500 3.52 1000 2.48 L-1，则若在T2温度下进行实验，1000s时测得反应体系中NO2浓度为4.98mol·T2__________T1(填“>”、“<”或“=”)。

(3)N2H4是二元弱碱，其水溶液呈碱性的原因是(用电离方程式表示)__________。N2H4的制法可用过量NH3与CH3CHO的混合物与氯气进行气相反应合成出异肼(解得到肼，写出第一步的化学反应方程式__________。

(4)有一种化合物NH4H，据推断NH4H不能稳定存在，原因是__________。 答案：A 高温 ＜ N2H4+H2O

+N2H5 +OH-；2NH3+CH3CHO+Cl2

)，异肼水

+H2O+2HCl 2NH3+CH3CHO+Cl2

+H2O+2HCl NH4中的H为+1

+价，H-中H为-1价具有很强的还原性，二者能发生氧化还原反应，故NH4H易分解为NH3和H2 【详解】

(1)A．NH3的水溶液虽然能够导电，但由于不是其本身电离，故NH3为非电解质，A错误；

B．类比于水的双聚电离：2H2O2NH3

NH+4+NH2，B正确；

H3O++OH-，可知NH3存在双聚电离可表示为：

C．NH3易溶于水是由于与水形成氢键，C正确；

D．类比于金属钠与水的反应2H2O+2Na═2NaOH+H2↑可知NH3可与Na反应：2NH3+2Na═2NaNH2+H2↑，D正确； 故答案为：A； (2)①分析反应2N2O5(g)

4NO2(g)+O2(g) H>0可知，该反应正反应是一个吸热的熵

增反应，由GHTS＜0可自发，故该反应在高温条件下能自发进行，故答案为：高温；

(5.00-2.48) mol·L-1=5.04 mol·L-②由表中数据可知，反应在T1温度下1000s时，c(NO2)=2×

1

L-1，低于T1，故若在T2温度下进行实验，1000s时测得反应体系中NO2浓度为4.98mol·

+温度下，说明反应向正反应程度小了，故温度降低了，则T2+N2H5+OH-，根据题干信息N2H4的制法可用过量NH3

与CH3CHO的混合物与氯气进行气相反应合成出异肼()，异肼水解得到肼，可知

)，根据原

第一步反应的反应物为NH3、CH3CHO和Cl2，其中一个产物为异肼(子守恒可推知另一种生成物为H2O和HCl，故该化学反应方程式为：2NH3+CH3CHO+Cl2 2NH3+CH3CHO+Cl2

++H2O+2HCl，故答案为：N2H4+H2O+H2O+2HCl；

++N2H5+OH-；

(4) NH4H中存在NH4和H-，NH4中的H为+1价，H-中为-1价，二者能发生氧化还原反应，故NH4H易分解为NH3和H2，故NH4H不能稳定存在的原因是NH4中的H为+1价，H-中H为-1价具有很强的还原性，二者能发生氧化还原反应，故NH4H易分解为NH3和H2，故答案为：NH4中的H为+1价，H-中H为-1价具有很强的还原性，二者能发生氧化还原反应，故NH4H易分解为NH3和H2。

++

29．(1)顺-1，2-二甲基环丙烷和反-1，2-二甲基环丙烷可发生如下转化：

该反应的速率方程可表示为v(正)=k(正)c(顺)和v(逆)=k(逆)c(反)，k(正)和k(逆)在一定温度时为常数，分别称作正、逆反应速率常数。已知：t1温度下k(正)=0.006s，k(逆)=0.002s，该温度下反应的平衡常数值K1=__________；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，则

-1-1ΔH__________(填“小于”“等于”或“大于”)0。

(2)一定量的CO2与足量的C在恒压密闭容器中发生反应：

C(s)CO2(g)2CO(g)ΔH=+173kJmol1，若压强为pkPa，平衡时体系中气体体

积分数与温度的关系如图所示，回答下列问题：

①650℃时CO2的平衡转化率为__________。

②t1℃时平衡常数KP=__________(用平衡分压代替平衡浓度计算，分压=总压×物质的量分数)；该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，则平衡__________(填“正向”“逆向”或“不”)移动，原因是__________。 答案：小于 25% 0.5p 不 Qp=Kp 【详解】

(1)当反应达到平衡时，v(正)=v(逆)，即k(正)c(顺)=k(逆)c(反)，则

k(正)k(逆)=c(反)c(顺)0.006s-1=K1==3；该反应的活化能Ea(正)小于Ea(逆)，说明反应物的总能量大-10.002s于生成物的总能量，则反应放热，则ΔH小于0；

(2)①由图可知，650℃时，反应达平衡后CO的体积分数为40%，设开始加入的二氧化碳为1mol，转化了xmol，列三段式：

Cs+CO2g始(mol)变(mol)平(mol)所以

2COg02x2x1x1-x

0.252x×100%=40%，解得x=0.25mol，则CO2的转化率为：×100%=25%；

1-x+2x12②恒压密闭容器中，压强为pkPa，由图可知，t1℃时，反应达平衡后CO和CO2的体积分

p2数都为50%，分压=总压×物质的量分数，t1℃时平衡Kp==0.5pkPa；由图可知，t1℃

p2时，反应达平衡后CO和CO2的体积分数都为50%为平衡状态，该温度下达平衡后若再充入等物质的量的CO和CO2气体，Qp=Kp，则平衡不移动。

30．节能减排CO2建设友好型社会的必然选择。 （1）CO2可与H2生成CH4：CO2(g)+4H2(g)

CH4(g)+2H2O(g)。将原料气按

n(CO2):n(H2)=1mol：4mol置于体积为2L的密闭容器中发生反应，测得H2O(g)的物质的量分数与温度的关系如图所示，该反应的平衡常数K随温度降低而___（填“增大”或“减小”）。恒温条件下，反应经过5min达到平衡，此时压强为初始的0.8倍，用H2表示该阶段化学反应速率为___。

（2）在恒温（T>100℃）恒容装置中进行该反应，达到平衡状态的是___。 a.混合气体密度不再改变 b.混合气体压强不再改变 c.混合气体平均摩尔质量不再改变 d.n(CO2)：n(H2)=1：2

（3）原料气CO2可与H2通过如下反应制备： ①C(s)+CO2(g)

2CO(g)+akJ②CO(g)+H2O(g)

H2(g)+CO2(g)+bkJ

某反应的平衡常数表达式K=

c(CO)c(H2)，请写出此反应的热化学方程式___。

c(H2O)CH3OH(g)+H2O(g)+Q1。下列措施

（4）CO2还可与H2生成CH3OH，CO2(g)+3H2(g)

有利于提高合成CH3OH反应中CO2的平衡转化率的是___。

n(CO2)a.使用催化剂 b.加压 c.增大初始投料比

n(H2)某温度下该反应的K=450，向该温度下2L的容器内分别投入0.2molH2、0.6molCO2、0.4molCH3OH和0.4molH2O，则反应向___方向进行（填“正”或“逆”）。 （4）上述反应存在副反应H2(g)+CO2(g)

CO(g)+H2O(g)+Q2，控制压强一定，CO2和

H2初始比一定，经过相同时间测得如下数据（反应未达平衡）： T（K） 543 533 CO2的实际转化率（%） 12.3 15.3 甲醇的选择性（%） 42.3 39.1 甲醇选择性：转化的CO2中生成甲醇的百分比。 数据表明，升高温度，CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低，可能的原因是：___。 答案：增大 0.2mol/(L∙min) bc C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)+(a+b)kJ b 正 温度升高，

主反应、副反应的反应速率均加快，但对副反应的反应速率的影响更大 【详解】

（1）根据图知，当反应达到平衡状态后，升高降低，水的物质的量分数增大，说明平衡正向移动，则生成物浓度增大、反应物浓度减小，所以化学平衡常数增大；恒温条件下，反应经过5min达到平衡，设CO2的转化量为xmol则有：

CO2g+4H2g起始mol转化mol1xCH4g+2H2Og4004xx2x

平衡mol1-x4-4xx2x平衡时压强为初始的0.8倍，则反应速率为

1-x+4-4x+x+2x=0.8，解得x=0.5，用H2表示该阶段化学

1+40.5mol4=0.2 mol/(L∙min)，故答案为：增大；0.2 mol/(L∙min)；

5min2L（2）a. 反应前后质量和体积一直不变，所以密度一直不变，不能判断平衡，故a错误； b. 该反应是气体体积减小的反应，反应过程中温度不变，混合气体的总物质的量减小，压强减小，当压强不变时，说明反应达平衡状态，故b正确；

c. 反应前后质量不变，但物质的量在变，所以平均摩尔质量保持不变，说明反应达平衡状态，故c正确；

d. 原料气按n(CO2)：n(H2)=1：4发生反应CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g)，反应过程中始终保持n(CO2)：n(H2)=1：4，不可能达到n(CO2)：n(H2)=1：2，也无法判断反应是否达到平衡，故D错误； 故选：bc；

（3）某反应的平衡常数表达式K=

c(CO)c(H2)，则该反应为：

c(H2O)2CO(g) +akJ；

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，已知①C(s)+CO2(g)②CO(g)+H2O(g)

H2(g)+CO2(g) +bkJ；由盖斯定律可知，①+②即可得到

C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，此反应的热化学方程式为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) +(a+b)kJ；故答案为：C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) +(a+b)kJ；

（4）a. 催化剂不改变反应进程，不能提高CO2的平衡转化率，不选； b. CO2(g)+3H2(g)

CH3OH(g)+H2O(g)是气体体积减小的反应，加压平衡正向移动，可以

提高CO2的平衡转化率，可选； c. 增大初始投料比

n(CO2)，相当于提高原料气中CO2所占比例，平衡正向移动，但二氧

n(H2)化碳转化率减小，不选； 故选b；

某温度下该反应的K=450，向该温度下2L的容器内分别投入0.2molH2、0.6molCO2、

0.4mol0.4mol2L2L4000.4molCH3OH和0.4molH2O，则Qc==（4）温度升高，主反应、副反应的反应速率均加快，但对副反应的反应速率的影响更大 所以升高温度，CO2的实际转化率提高而甲醇的选择性降低，故答案为：温度升高，主反应、副反应的反应速率均加快，但对副反应的反应速率的影响更大。