1、难点1 反应热的相关计算1.氢气与氧气生成水的反应是氢能源应用的重要途径。下列有关说法正确的是A. 一定温度下，反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)能自发进行，该反应的H0B. 氢氧燃料电池的负极反应为O2+2H2O+4e4OHC. 常温常压下，氢氧燃料电池放电过程中消耗11.2 L H2，转移电子的数目为6.021023D. 反应2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)的H可通过下式估算：H=反应中形成新共价键的键能之和反应中断裂旧共价键的键能之和【答案】A【详解】A.体系能量降低和混乱度增大都有促使反应自发进行的倾向，该反应属于混乱度减小的反应，能自发说明该反应为放热反应，即H0，
2、故A正确；B.氢氧燃料电池，氢气作负极，失电子发生氧化反应，中性条件的电极反应式为：2H2 4e =4H+，故B错误；C.常温常压下，Vm22.L/mol，无法根据气体体积进行微粒数目的计算，故C错误；D.反应中，应该如下估算：H=反应中断裂旧化学键的键能之和反应中形成新共价键的键能之和，故D错误。2.由H、C、N、O、S等元素形成多种化合物在生产生活中有着重要应用。I.化工生产中用甲烷和水蒸气反应得到以CO和H2为主的混合气体，这种混合气体可用于生产甲醇，回答下列问题:（1）对甲烷而言，有如下两个主要反应:CH4(g)+1/2O2(g)=CO(g)+2H2(g) H1=36kJmol12CH
3、4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) H2=+216kJmol1若不考虑热量耗散，物料转化率均为100%，最终炉中出来的气体只有CO、H2，为维持热平衡，年生产lmolCO,转移电子的数目为_。（2）甲醇催化脱氢可制得重要的化工产品一甲醛，制备过程中能量的转化关系如图所示。写出上述反应的热化学方程式_。反应热大小比较:过程I_过程II(填“大于”、“小于”或“等于”)。II.（3）汽车使用乙醇汽油并不能减少NOx的排放，这使NOx的有效消除成为环保领城的重要课题。某研究性小组在实验室以AgZSM5为催化剂，删得NO转化为N2的转化率随温度变化情况如图所示。若不使用CO，温度超过77
4、5K，发现NO的分解率降低。其可能的原因为_，在n(NO)/n(CO)=1的条件下，为更好的除去NOx物质，应控制的最佳温度在_K左右。（4）车辆排放的氮氧化物、煤燃烧产生的二氧化硫是导致雾霾天气的“罪魁祸首”。活性炭可处理大气污染物NO。在5L密闭容器中加入NO和活性炭(假设无杂质)，一定条件下生成气体E和F。当温度分别在T1和T2时，测得各物质平衡时物质的量(n/mol)如下表:物质温度活性炭NOEF初始3.0000.1000T12.9600.0200.0400.040T22.9750.0500.0250.025写出NO与活性炭反应的化学方程式_；若T1”、“”或“=”)；上述反应T1时达
5、到化学平衡后再通入0.1mol NO气体，则达到新化学平衡时NO的转化率为_。【答案】 (1). 6NA (2). CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) H=+(E2E1)kJ/mol (3). 等于 (4). NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行(只写升高温度不利于反应进行也得满分，其他合理说法也得分) (5). 870(接近即可给分) (6). C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g) (7). (8). 80%【解析】为维持热平衡，6+相加可得7CH4(g)+3O2(g)+H2O(g)=7 CO(g)+15H2(g) H=0，反应中生成7molCO转移电子总数42
6、mol，所以产生lmolCO转移的电子数为6NA；正确答案：6NA。（2）根据图示所示，H=生成物总能量反应物总能量=(E2E1)kJ/mol，反应的热化学方程式为：CH3OH(g)=HCHO(g)+H2(g) H=+(E2E1)kJ/mol；正确答案：CH3OH(g)=HCHO(g)+ H2(g) H=+(E2E1)kJ/mol。H为E2和E1的差值，根据图示可知 E2E1的差值没有发生变化，所以过程I和过程II反应热相等；正确答案：相等。（3）从图像变化可以看出，当不使用CO时，温度超过775K，发现NO的分解率降低，说明NO分解反应是放热反应，升高温度，平衡左移，不利于反应向右进行；正确
7、答案：NO分解反应是放热反应，升高温度不利于反应进行(只写升高温度不利于反应进行也得满分，其他合理说法也得分)。在n(NO)/n(CO)=1的条件下，为更好的除去NOx物质，要求NO转化率越大越好，根据图像分析，应控制的最佳温度在870K左右；正确答案：870（接近即可给分)。（4）根据表中信息：反应物的变化量分别为：n(C)=0.04 mol，n(NO)=0.08 mol, n(E)= n(F) =0.04 mol；即各物质的系数之比为1:2:1:1，根据原子守恒规律可知反应的方程式为：C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)；正确答案：C(s)+2NO(g)CO2(g)+N2(g)。
8、温度为T1，n(NO)=0.08 mol,，温度为T2，n(NO)=0.05 mol,，若T1T2，升高温度，平衡左移，n(NO)减少，该反应正反应为放热反应；正确答案：。T1时，容器的体积为5升，发生如下反应 C(s) + 2NO(g) CO2(g)+ N2(g) 起始量 3 0.1 0 0变化量 0.04 0.08 0.04 0.04平衡量 2.96 0.02 0.04 0.04反应的平衡常数为K=c(N2) c(CO2)/ c2(NO)=(0.04/5)2/(0.02/5)2=4；上述反应T1时达到化学平衡后再通入0.1mol NO气体，设反应生成CO2为xmol, 则：C(s) + 2
9、NO(g)CO2(g) + N2(g) 起始量 2.96 0.12 0.04 0.04变化量 2x x x平衡量 0.122x 0.04+ x 0.04+ x由于温度不变，平衡常数保持不变；（0.04+ x）/52/(0.122x)/52=4,解之x=0.04mol则达到新化学平衡时NO的转化率为（20.04）/0.1100%=80%；正确答案：80%。3.二氧化硫是危害最为严重的大气污染物之一,它主要来自化石燃料的燃烧,研究CO催化还原SO2的适宜条件,在燃煤电厂的烟气脱硫中具有重要价值。.从热力学角度研究反应(1) C(s)+O2(g)CO2(g) H1=393.5 kJmol1CO2(g
10、)+C(s)2CO(g) H2=+172.5 kJmol1S(s)+O2(g)SO2(g) H3=296.0 kJmol1写出CO 还原SO2的热化学方程式:_。(2)关于CO还原SO2的反应,下列说法正确的是_。A.在恒温恒容条件下,若反应体系压强不变,则反应已达到平衡状态B.平衡状态时,2v正(CO)=v逆(SO2)C.其他条件不变,增大SO2的浓度,CO的平衡转化率增大D.在恒温恒压的容器中,向达到平衡状态的体系中充入N2,SO2的平衡转化率不变NOx的排放主要来自于汽车尾气，包含NO2和NO，有人提出用活性炭对NOx进行吸附，发生反应如下：反应a：C(s)+2NO(g)N2(g)+CO
11、2(g) H=34.0kJ/mol反应b：2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g) H=64.2kJ/mol(3)对于反应a，在T1时，借助传感器测得反应在不同时间点上各物质的浓度如下：时间(min)浓度(molL1)01020304050NO1.000.580.400.400.480.48N200.210.300.300.360.36010min内，NO的平均反应速率v(NO)=_，当升高反应温度，该反应的平衡常数K_(选填“增大”、“减小”或“不变”)。30min后，只改变某一条件，反应重新达到平衡；根据上表中的数据判断改变的条件可能是_(填字母)。A加入一定量的活性炭 B通入
12、一定量的NOC适当缩小容器的体积 D加入合适的催化剂【答案】(1). 2CO(g)+SO2(g)2CO2(g)+S(s)H=270.0 kJmol1 (2). AC (3). 0.042mol/(Lmin) (4). 减小 (5). BC 【详解】（1）CO与SO2的反应方程式为2COSO2=2CO2S， C(s)+O2(g)= CO2(g)，CO2(g)+C(s) =2CO(g)，S(s)+O2(g)= SO2(g)，因此有得出2CO(g)SO2(g)=2CO2(g)S(s) H=270.0kJmol1；（2）A、根据反应方程式，硫为固体，其余为气体，反应前后气体分子数之和不相等，因此当压强
13、不再改变，说明反应达到平衡，故A正确；B、不同物质的速率表示达到平衡，要求反应的方向一正一逆，且反应速率之比等于系数之比，即v正(CO)=2v逆(SO2)，故B错误；C、其他条件不变，增大SO2的浓度，增加反应物的浓度，平衡向正反应反应移动，CO的转化率增大，故C正确；D、恒温恒压下，通入非反应气体，容器的体积增大，物质的量浓度降低，平衡向逆反应方向进行，SO2的转化率的降低，故D错误；答案为AC；（3）根据反应速率数学表达式，v(NO)=(1.000.58)mol/L10min=0.042mol/(Lmin)；反应a和b都是放热反应，升高温度，平衡向逆反应方向进行，化学平衡常数只受温度的影响
14、，即升高温度，平衡常数K减小；A、活性炭为固体，加入活性炭，不影响化学平衡，故A不符合题意；B、通入一定量的NO，NO浓度增大，平衡向正反应方向移动，N2浓度增大，故B符合题意；C、适当缩小容器的体积，所有气体的浓度均增大，故C符合题意；D、加入合适的催化剂，不影响化学平衡，故D不符合题意。4.高考题、名校高考模拟题精选（1）氢能源是最具应用前景的能源之一，高纯氢的制备是目前的研究热点。甲烷水蒸气催化重整是制高纯氢的方法之一。反应器中初始反应的生成物为H2和CO2，其物质的量之比为41，甲烷和水蒸气反应的方程式是_。已知反应器中还存在如下反应：i.CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2
15、(g) H1ii.CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) H2iii.CH4(g)=C(s)+2H2(g) H3iii为积炭反应，利用H1和H2计算H3时，还需要利用_反应的H。反应物投料比采用n（H2O）n（CH4）=41，大于初始反应的化学计量数之比，目的是_（选填字母序号）。a. 促进CH4转化 b.促进CO转化为CO2 c.减少积炭生成(2)已知CO、H2、CH3OH(g)的燃烧热分别为283.0 kJmol1、285.8 kJmol1、764.5 kJmol1。则反应：CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H_；。(3)利用某些催化剂，成功实现将空气中的碳氧化合物和氮氧化
16、合物转化为无毒的大气循环物质。已知： NO(g)+CO(g)N2(g)+CO2(g)2NO(g)+O2(g)2NO2(g) 反应的_；某温度下，反应的平衡常数分別、，则该反应的K=_(用、表示)。【答案】 (1). CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2 . C(s)+CO2(g)=2CO(g) . abc （2）90.1 kJmol1 （3）234.0 ； K2 【详解】（1）由于生成物为H2和CO2，其物质的量之比为4：1，反应物是甲烷和水蒸气，因而反应方程式为CH4 + 2H2O= 4H2 + CO2；可得CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),设为，用可得C(s)+
17、CO2(g)=2CO(g)，因为还需利用C(s)+CO2(g)=2CO(g)反应的焓变；初始反应n(H2O):n(CH4)=2：1，说明加入的水蒸气过量，又反应器中反应都存在一定可逆性，根据反应知水蒸气浓度越大，甲烷的转化率越高，a正确；根据反应知水蒸气浓度越大，CO的转化率越高，b正确；和产生氢气，使得氢气浓度变大，抑制反应，积炭生成量减少，c正确；（2）由CO（g）、H2（g）和CH3OH（g）的燃烧热H分别为283.0 kJmol1、285.8 kJmol1和764.5 kJmol1，则CO（g）+ O2（g）=CO2（g）H=283.0 kJmol1CH3OH（g）+O2（g）=CO2（g）+2 H2O（l）H=764.5 kJmol1H2（g）+O2（g）=H2O（l）H=285.8 kJmol1由盖斯定律可知用+2得反应CO（g）+2H2（g）=CH3OH（l），该反应的反应热H=283.0 kJmol1+（285.8 kJmol1）2（764.5 kJmol1）=90.1 kJmol1；（3）根据盖斯定律，由+得反应的+=234.0kJmol1；根据以上反应可知，某温度下，反应的平衡常数分別为、，则该反应的K=K2。
