Ⅰ．通常人們把拆開1 mol某化學(xué)鍵所吸收的能量看成該化學(xué)鍵的鍵能。下表為一些化學(xué)鍵的鍵能數(shù)據(jù)

化學(xué)鍵
Si－Si
O=O
Si－O
鍵能/kJ·mol－1
a
b
c
 
寫出硅高溫燃燒的熱化學(xué)方程式          。
Ⅱ．利用太陽光分解水制氫是未來解決能源危機(jī)的理想方法之一。某研究小組設(shè)計了如右圖所示的循環(huán)系統(tǒng)實現(xiàn)光分解水制氫。反應(yīng)過程中所需的電能由太陽能光電池提供，反應(yīng)體系中I2和Fe3+等可循環(huán)使用。寫出下列電解池中總反應(yīng)的離子方程式：

電解池A                                 。
電解池B                                 。
（2）若電解池A中生成3．36 L H2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），計算電解池B中生成Fe2+的物質(zhì)的量為     mol。
Ⅲ．在一定的溫度下，把2體積N2和6體積H2分別通入一個帶活塞的體積可變的容器中，活塞的一端與大氣相通容器中發(fā)生如下反應(yīng)：N2(g)＋3H2(g） 2NH3(g)；△H＜0，反應(yīng)達(dá)到平衡后，測得混合氣體為7體積。

請據(jù)此回答下列問題：
（1）保持上述反應(yīng)溫度不變，設(shè)a、b、c分別表示加入的N2、H2 和NH3的體積，如果反應(yīng)達(dá)到平衡后混合氣體中各物質(zhì)的量仍與上述平衡時完全相同。
①a＝1，c＝2，則b＝      。在此情況下，反應(yīng)起始時將向      反應(yīng)方向（填“正”或“逆”）進(jìn)行。
②若需規(guī)定起始時反應(yīng)向逆方向進(jìn)行，則c的取值范圍是               。
（2）在上述恒壓裝置中，若需控制平衡后混合氣體為6．5體積，則可采取的措施是            ，原因是                             。

Ⅰ．Si(s)＋O2(g)SiO2(s） △H＝（2a+ b - 4c）kJ/mol（2分）
Ⅱ．（1）A 池    2H+ +2I-＝H2↑ + I2（2分） B 池  4Fe3+ + 2H2O＝4Fe2+ + O2↑+ 4H+（2分）
（2）0．300mol（2分）
Ⅲ．（1）①  3  （2分）逆（1分）②   1＜c≤4  （2分）
（2）降低溫度 （1分） 降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，氣體總分子數(shù)減少（2分）

解析試題分析：Ⅰ．硅是原子晶體，平均1個硅原子形成2個Si－Si鍵。二氧化硅是原子晶體，平均1個硅原子形成4個Si－O鍵。又因為反應(yīng)熱等于斷鍵吸收的能量與形成化學(xué)鍵所放出的能量的差值，因此硅高溫燃燒的熱化學(xué)方程式為Si(s)＋O2(g)SiO2(s） △H＝（2a+ b - 4c）kJ/mol。
Ⅱ．（1）電解池左邊放出氫氣，氫離子在此得到電子，發(fā)生還原反應(yīng)，則碘離子失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，故A池中總反應(yīng)式為2H+ +2I-＝H2↑ + I2；電池右側(cè)放出氧氣，說明溶液中的氫氧根失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，則溶液中的鐵離子得到電子發(fā)生還原反應(yīng)，因此B池總反應(yīng)式為4Fe3+ + 2H2O＝4Fe2+ + O2↑+ 4H+。（2）若電解池A中生成3．36 L H2（標(biāo)準(zhǔn)狀況），其中氫氣的物質(zhì)的量是3．36L÷22．4L/mol＝0．15mol，轉(zhuǎn)移電子0．3mol，所以根據(jù)得失電子守恒可知B池中生成亞鐵離子的物質(zhì)的量是0．3mol。
Ⅲ．（1）①反應(yīng)達(dá)到平衡后混合氣體中各物質(zhì)的量仍與上述平衡時完全相同，恒溫恒壓條件下，采用極限分析法，c體積的氨氣完全轉(zhuǎn)化為氮氣和氧氣之比是1：3，所以只要a：b＝2：6，則b＝3a＝3，因反應(yīng)前混合氣體為8體積，反應(yīng)后混合氣體為7體積，體積差為1體積，由差量法可解出平衡時氨氣為1體積；而在起始時，氨氣的體積為c＝2體積，比平衡狀態(tài)時大，為達(dá)到同一平衡狀態(tài)，氨的體積必須減小，所以平衡逆向移動；
②若需讓反應(yīng)逆向進(jìn)行，由上述①所求出的平衡時氨氣的體積為1可知，氨氣的體積必須大于1，最大值則為2體積氮氣和6體積氫氣完全反應(yīng)時產(chǎn)生的氨氣的體積，即為4體積，則1＜c≤4；
（2）根據(jù)6．5＜7可知，上述平衡應(yīng)向體積縮小的方向移動，即向放熱方向移動，所以采取降溫措施，這是由于降低溫度平衡向正反應(yīng)方向移動，氣體總分子數(shù)減少。
考點：考查熱化學(xué)方程式的書寫、電化學(xué)原理的應(yīng)用、以及可逆反應(yīng)的有關(guān)計算與判斷

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（14分）圖a是1 mol NO2和1 mol CO反應(yīng)生成CO2和NO過程中能量變化示意圖，圖b是反應(yīng)中的CO和NO的濃度隨時間變化的示意圖。根據(jù)題意回答下列問題

（1）寫出NO2和CO反應(yīng)的熱化學(xué)方程式                           。
（2）從反應(yīng)開始到平衡，用NO2濃度變化表示平均反應(yīng)速率v(NO2)＝   。
（3）此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)K=   ；溫度降低，K   （填“變大”、“變小”或“不變”）
（4）若在溫度和容積相同的三個密閉容器中，按不同方式投入反應(yīng)物，測得反應(yīng)達(dá)到平衡吋的有關(guān)數(shù)據(jù)如下表：

容 器
甲
乙
丙
反應(yīng)物投入量
1 mol NO2
1 mol CO
2 mol NO
2 mol CO2
1 mol NO2、1 mol CO
1 mol NO、1 mol CO2
平衡時c(NO) /mol·L-1
1.5
3
m
能量變化
放出a kJ
吸收b kJ
放出c kJ
CO或NO的轉(zhuǎn)化率
α1
α2
α3
 
則：α1+α2=   ， a+b/2=    ,m=   

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（17分）CO和H2的混合氣體俗稱合成氣，是一種重要的工業(yè)原料氣，可以在一定條件下制備甲醇，二甲醚等多種有機(jī)物。工業(yè)上利用天然氣（主要成分為CH4）與水進(jìn)行高溫重整制備合成氣。
（1） 已知：CH4、H2和CO的燃燒熱分別為890.3kJ/mol、285.8kJ/mol和283.0kJ/mol，且1mol液態(tài)水汽化時的能量變化為44.0kJ。寫出甲烷與水蒸氣在高溫下反應(yīng)制取合成氣的熱化學(xué)方程式                  。
（2）在一定條件下，向體積為2L的密閉容器中充入0.40mol CH4和0.60mol H2O(g)，測得CH4(g)和H2(g)的物質(zhì)的量濃度隨時間變化如下表所示：

    時間/min
物質(zhì) 濃度
 		0
 		1
 		2
 		3
 		4
 
CH4
 		0.2mol·L—1
 		0.13 mol·L—1
 		0.1 mol·L—1
 		0.1 mol·L—1
 		0.09 mol·L—1
 
H2
 		0 mol·L—1
 		0.2 mol·L—1
 		0.3 mol·L—1
 		0.3 mol·L—1
 		0.33 mol·L—1
 
①3—4min之間，化學(xué)平衡向___   ____反應(yīng)方向移動（填“正”或“逆”）。
②3min時改變的反應(yīng)條件是____________________（只填一種條件的改變）
（3）已知溫度、壓強(qiáng)、投料比X〔n(CH4)/n(H2O)〕對該反應(yīng)的影響如圖所示。

①圖1中的兩條曲線所示投料比的關(guān)系X1____X2(填“=”“>”或“<”下同)
②圖2中兩條曲線所示的壓強(qiáng)比的關(guān)系：p1_______p2
（4）以天然氣（設(shè)雜質(zhì)不參與反應(yīng)）、KOH溶液為原料可設(shè)計成燃料電池
①放電時，正極的電極反應(yīng)式_______________________________________
②設(shè)裝置中盛有100.0mL 3.0mol/L KOH溶液，放電時參與反應(yīng)的氧氣在標(biāo)準(zhǔn)狀況下的體積為8.96L，放電過程中沒有氣體逸出，則放電完畢后，所得溶液中各離子濃度由大到小的關(guān)系為                     ____。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

燃煤廢氣中的氮氧化物(NOx)、二氧化碳等氣體，常用下列方法處理，以實現(xiàn)節(jié)能減排、廢物利用等。

（1）對燃煤廢氣進(jìn)行脫硝處理時，常利用甲烷催化還原氮氧化物：
①CH4 (g)＋4NO2(g)==4NO(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－570 kJ·mol－1
②CH4(g)＋4NO(g)="=2" N2(g) ＋CO2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－1160 kJ·mol－1
則CH4 (g)＋2NO2(g)="=" N2(g)＋CO2(g)＋2H2O(g)  ΔH＝___________。
（2）將燃煤廢氣中的CO2轉(zhuǎn)化為甲醚的反應(yīng)原理為：2CO2(g)＋6H2(g) CH3OCH3(g)＋3H2O(g)
已知在壓強(qiáng)為a MPa下，該反應(yīng)在不同溫度、不同投料比時，CO2的轉(zhuǎn)化率見下圖：
①此反應(yīng)為         (填“放熱”、“吸熱”)；若溫度不變，提高投料比[n(H2)/n(CO2)]，則K將________(填“增大”、“減小”或“不變”)。
②若用甲醚作為燃料電池的原料，請寫出在堿性介質(zhì)中電池正極的電極反應(yīng)式_______________________。
③在a MPa和一定溫度下，將6 mol H2和2 mol CO2在2 L密閉容器中混合，當(dāng)該反應(yīng)達(dá)到平衡時，測得平衡混合氣中CH3OCH3的體積分?jǐn)?shù)約為16.7%(即1/6)，此時CO2的轉(zhuǎn)化率是多少？（計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
④在a MPa和500K下，將10mol H2和5 mol CO2在2 L密閉容器中混合，5min達(dá)到平衡，請在答題卡的坐標(biāo)圖中畫出H2濃度變化圖。(請標(biāo)出相應(yīng)的數(shù)據(jù))

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

醋酸是中學(xué)常用的一種弱酸。
（1）取0.10mol CH3COOH作導(dǎo)電性實驗，測得其導(dǎo)電率隨加入的水量變化如圖所示：

①開始時導(dǎo)電率為0說明：           。
② 比較a、b點的相關(guān)性質(zhì)（填“＞”、“<”、“=”）：n(H+)：a      b；c(CH3COO-)：a     b；完全中和時消耗NaOH的物質(zhì)的量：a     b；
③若b點時，溶液中c(CH3COOH)=0.10mol/L，c(H+)=1.3×10-3mol/L，則此時c(CH3COO-)約為        mol/L；計算b點時醋酸的電離平衡常數(shù)，寫出計算過程                。
（2）已知：H+(aq) + OH-(aq) = H2O(l)                 △H1="-57.3" kJ/mol
CH3COOH(aq)  H+(aq) +CH3COO-(aq)  △H2="+1.3" kJ/mol
寫出稀醋酸與稀燒堿溶液反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                                。
（3）室溫下，取濃度均為0.10mol/L的醋酸與醋酸鈉溶液等體積混合后，測得其pH<6，寫出混合溶液中的物料守恒關(guān)系式                                 ；并列出其中的離子濃度大小順序（由大到�。�                                  。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

(1)某反應(yīng)過程中的能量變化如圖所示：

寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：                                               。
(2)0.3 mol氣態(tài)高能燃料乙硼烷(B2H6)在氧氣中燃燒，生成固態(tài)三氧化二硼和液態(tài)水，放出649.5 kJ的熱量，其熱化學(xué)方程式為                                            。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

苯乙烯是重要的基礎(chǔ)有機(jī)原料。工業(yè)中用乙苯（C6 H5- CH2 CH3）為原料，采用催化脫氫的方法制取苯乙烯（C6 H5- CH= CH2）的反應(yīng)方程式為：
C6 H5- CH2 CH3 (g)C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g)    ΔH1
(1)向體積為VL的密閉容器中充入a mol乙苯，反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，平衡體系組成（物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)）與溫度的關(guān)系如圖所示：

由圖可知：在600℃時，平衡體系中苯乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為25%，則：
① 氫氣的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為          ；乙苯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為          ；
② 乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為          ；
③ 計算此溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)（請寫出計算過程）。
（2） 分析上述平衡體系組成與溫度的關(guān)系圖可知：△H1     0（填“＞、=或＜” ­)。
（3）已知某溫度下，當(dāng)壓強(qiáng)為101.3kPa時，該反應(yīng)中乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率為30%；在相同溫度下，若反應(yīng)體系中加入稀釋劑水蒸氣并保持體系總壓為101.3kPa，則乙苯的平衡轉(zhuǎn)化率     30%（填“＞、=、＜” ­)。
（4）已知：
3C2 H2 (g) C6 H6 (g)  ΔH2
C6 H6 (g)  + C2H4 (g)  C6 H5- CH2CH3 (g)      ΔH3
則反應(yīng)3C2H2 (g)+ C2H4 (g)  C6 H5- CH=CH2 (g) +H2(g) 的ΔH=            。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

（16分）工業(yè)合成氨與制備硝酸一般可連續(xù)生產(chǎn)，流程如下：

（1）工業(yè)生產(chǎn)時，制取氫氣的一個反應(yīng)為：CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)。t℃時，往10L密閉容器中充入2mol CO和3mol水蒸氣。反應(yīng)建立平衡后，體系中c(H2)=0.12mol·L-1。則該溫度下此反應(yīng)的平衡常數(shù)K=    （填計算結(jié)果）。
（2）合成塔中發(fā)生反應(yīng)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0。下表為不同溫度下該反應(yīng)的平衡常數(shù)。由此可推知，表中T1   300℃（填“>”、“<”或“=”）。

T/℃
T1
300
T2
K
1.00×107
2.45×105
1.88×103
 
（3）氨氣在純氧中燃燒生成一種單質(zhì)和水，科學(xué)家利用此原理，設(shè)計成“氨氣-氧氣”燃料電池，則通入氨氣的電極是         （填“正極”或“負(fù)極”）；堿性條件下，該電極發(fā)生反應(yīng)的電極反應(yīng)式為                      。
（4）用氨氣氧化可以生產(chǎn)硝酸，但尾氣中的NOx會污染空氣。目前科學(xué)家探索利用燃料氣體中的甲烷等將氮的氧化物還原為氮氣和水，反應(yīng)機(jī)理為：
CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)  △H= －574kJ·mol－1
CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H= －1160kJ·mol－1
則甲烷直接將NO2還原為N2的熱化學(xué)方程式為                                       。
（5）某研究小組在實驗室以“Ag-ZSM-5”為催化劑，測得將NO轉(zhuǎn)化為N2的轉(zhuǎn)化率隨溫度變化情況如圖。據(jù)圖分析，若不使用CO，溫度超過775K，發(fā)現(xiàn)NO的轉(zhuǎn)化率降低，其可能的原因為                                   ；在n(NO)/n(CO)=1的條件下，應(yīng)控制的最佳溫度在      左右。

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：填空題

隨著大氣污染的日趨嚴(yán)重，國家擬于“十二五”期間，將二氧化硫(SO2)排放量減少8%，氮氧化物(NOx)排放量減少10%。目前，消除大氣污染有多種方法。
Ⅰ．處理NOx的一種方法是利用甲烷催化還原NOx。
CH4(g)+4NO2(g)＝4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H1＝－574kJ·mol­－1
CH4(g)+4NO(g)＝2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)   △H2
CH4(g)+2NO2 (g)＝N2(g) + CO2(g)+2H2O(g)     △H3＝－867kJ·mol－1
則△H2＝                 。
Ⅱ．化石燃料的燃燒、含硫金屬礦石的冶煉和硫酸的生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的SO2是大氣中SO2的主要來源。（1）將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣是將煤轉(zhuǎn)化為潔凈燃料的方法之一，反應(yīng)為   C(s) + H2O(g)＝ CO(g) + H2(g)，
該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K＝                    。 800℃時，將1molCO、3mol H2O、1mol H2充入容積為1L的容器中，發(fā)生反應(yīng)：CO(g) + H2O(g)  CO2(g) + H2(g)，反應(yīng)過程中各物質(zhì)的濃度如右圖t1前所示變化。若保持溫度不變，t2時再向容器中充入CO、H2各1mol，平衡將     移動（填“向左”、 “向右”或“不”）。t2時，若改變反應(yīng)條件，導(dǎo)致H2濃度發(fā)生如右圖t2后所示的變化，則改變的條件可能是       （填符號）。
a加入催化劑      b降低溫度     c縮小容器體積      d減少CO2的量

（2）碘循環(huán)工藝不僅能吸收SO2降低環(huán)境污染，同時又能制得氫氣，具體流程如下：

①用離子方程式表示反應(yīng)器中發(fā)生的反應(yīng)                        。
②用化學(xué)平衡移動的原理分析，在 HI分解反應(yīng)中使用膜反應(yīng)器分離出H2的目的是               。
Ⅲ．開發(fā)新能源是解決大氣污染的有效途徑之一。甲醇燃料電池(簡稱DMFC)由于結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)化率高、對環(huán)境無污染,可作為常規(guī)能源的替代品而越來越受到關(guān)注。DMFC工作原理如圖所示：

通入a氣體的電極是原電池的     （填“正”或“負(fù)”），
其電極反應(yīng)式為                  。

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