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专题32 热化学方程式1按要求写热化学方程式：（1）已知稀溶液中，1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时，放出114.6 kJ热量，写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式_。（2）碳的燃烧热为393.50 kJmol-1，写出表示C燃烧热的热化学方程式：_。（3）已知CO转化成CO2的能量关系如下图所示。写出该反应的热化学方程式：_。 （4）25、101 kPa条件下充分燃烧一定量的丁烷气体放出热量为Q kJ，经测定，将生成的CO2通入足量澄清石灰水中产生25 g白色沉淀，写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式_。（5）已知下列热化学方程式：CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l) H1870.3 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g) H2393.5 kJ/molH2(g)O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJ/mol写出由C(s)、H2(g)和O2(g)化合生成CH3COOH(l)的热化学方程式_。【答案】 H2SO4(aq)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJ/mol C(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1 2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H566 kJmol1 C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H16Q kJ/mol 2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l) H488.3 kJ/mol解析：(1) 1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时生成2mol水放出114.6 kJ热量，则生成1mol水放出的热量是57.3 kJ，所以表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式H2SO4(aq)NaOH(aq)=Na2SO4(aq)H2O(l) H57.3 kJ/mol；(2)C的燃烧热是1molC完全燃烧生成二氧化碳放出的热量，表示C燃烧热的热化学方程式是C(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJmol1；（3）根据图示2molCO(g)和1molO2(g)反应生成2molCO2(g)放热566 kJ，该反应的热化学方程式是2CO(g)O2(g)=2CO2(g) H566 kJmol1；（4）根据关系式C4H10 4CO2 4CaCO3，产生25 g碳酸钙沉淀，需要 的C4H10，1mol丁烷燃烧放热16Q kJ，所以表示丁烷燃烧热的热化学方程式是C4H10(g)O2(g)=4CO2(g)5H2O(l) H16Q kJ/mol；（5）CH3COOH(l)2O2(g)=2CO2(g)2H2O(l) H1870.3 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g) H2393.5 kJ/molH2(g)O2(g)=H2O(l)H3285.8 kJ/mol，根据盖斯定律22得2C(s)2H2(g)O2(g)=CH3COOH(l) H488.3 kJ/mol。2（2017届天津市红桥区高三一模）MgH2和Mg2Cu可用作贮氢材料，MgO可用作炉膛内脱硫脱硝的试剂。（1）MgH2是一种离子化合物，其电子式为_。（2）Mg2Cu在加压条件下储氢时生成MgH2和MgCu2,该反应的化学方程式为_。（3）已知MgH2的有关热化学方程式如下：MgH2(s) =Mg(s)+H2(g) H1=+74.4kJ mol-1；H2(g)+l/2O2(g)=H2O(g) H2=-241.8 kJ mol-1；Mg(s)+l/2O2(g)=MgO(s) H3=-141.6 KJ mol-1。氢化镁燃烧生成氧化镁和水蒸气的热化学方程式为_。MgH2作贮氢材料时，单位贮氢材料释放出氢气的质量随时间的变化如图甲所示，其中温度T1、T2、T3由小到大的顺序为_。 （4）炉膛内脱除 SO2、NO 反应为2MgO(s)+2SO2(g)+2NO(g)2MgSO4(s)+N2(g) H =akJ/ mol，其平衡常数与温度的关系如图乙所示。上述反应的平衡常数表达式为K=_。a_0(填“”或“,”)。 （5）全固态锂离子电池的结构如图丙所示，放电时电池反应为2Li+MgH2=Mg+2LiH。放电时，X极的电极反应式为_。充电时，Y极的电极反应式为_。【答案】 H:- Mg2+:H- 2Mg2Cu+3H2=MgCu2+3MgH2 MgH2(s)+O2(g)=MgO(s)+H2O(g) H=-309 kJmol-1 T3T2T1 MgH2+2Li+2e-=Mg+2LiH Li+e-=Li温度越高，放出氢气的速率越快，温度由小到大的顺序为T3T2c(HC2O4-) c(C2O42-)c(HCO3-)c(CO32-) 该反应的平衡常数为4.6710-11，小于1.010-5，所以该反应不能发生。【解析】I、一定条件下，氯气与氨气反应生成氯胺(NH2C1)和HCl气体，其化学方程式为：NH3+Cl2=NH2Cl+HCl，反应时旧键的断裂需要吸热，形成新的化学键放热，则根据化学键的键能：H=3391.3 kJ/mol+243.0kJ/mol-2391.3 kJ/mol-191.2kJ/mol-431.8 kJ/mol =+11.3kJ/mol，则上述反应的热化学方程式为：NH3(g)+Cl2(g)=NH2Cl(g)+HCl(g) H=+11.3kJ/mol；氯胺与水缓慢反应NH2-与水电离出来的H+结合成氨气，Cl+与OH-结合生成强氧化性的物质HClO，该反应的化学方程式为NH2Cl+ H2ONH3+HClO或NH2Cl+ 2H2ONH3H2O +HClO；（2）根据碳酸和草酸的电离平衡常数可知，酸性：H2C2O4 HC2O4- H2CO3 HCO3-，a.CO32-与HC2O4-反应生成HCO3-和C2O42-而不能大量共存，b.H2CO3与C2O42-不反应，能大量共存，c. C2O42-与HCO3-不反应，能大量共存，d.H2C2O4与HCO3-反应生成HC2O4-和CO2和H2O而不能大量共存，答案选bc；二元弱酸第一步电离比第二步电离强得多，根据碳酸和草酸的电离平衡常数可知，若将等物质的量浓度的草酸溶液和碳酸溶液等体积混合，溶液中氢离子浓度最大，草酸的第二步电离比碳酸的第一步电离程度大，故各种离子(除OH外)浓度由大到小的顺序是：c(H+)c(HC2O4-) c(C2O42-)c(HCO3-)c(CO32-)；中和反应2Fe(OH)3(s)+3H2C2O42Fe3+6H2O+3C2O42-的平衡常数，小于10-5，所以该反应不能发生。7联氨（又称肼，N2H4,无色液体）是一种应用广泛的化工原料，可用作火箭燃料。回答下列问题：（1）联氨分子的电子式为 ，其中氮的化合价为 。（2）实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为 。（3）2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) H1N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) H2O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) H32N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) H4=-1048.9kJ-mol-1上述反应热效应之间的关系式为H4= ，联氨和N2O4可作为火箭推进剂的主要原因为 。（4）联氨为二元弱碱，在水中的电离方式与氨相似。联氨第一步电离反应的平衡常数值为 (已知：N2H4+H+N2H5+的K=8.7xl07; Kw=1.0xl0-14)。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为 。（5）联氨是一种常用的还原剂。向装有少量AgBr的试管中加入联氨溶液，观察到的现象是 。联氨可用于处理高压锅炉水中的氧，防止锅炉被腐蚀。理论上1kg的联氨可除去水中溶解的O2 kg；与使用Na2S03处理水中溶解的O2相比，联氨的优点是 。【答案】（1），2；（2）2NH3NaClO=N2H4NaClH2O；（3）2H32H2H1，反应方热量大，产生大量气体；（4）8.71073，N2H6(HSO4)2；（5）固体逐渐变黑，并有气泡产生，1，N2H4的用量少，不产生其他杂质。8雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中，汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。（1）汽车尾气净化的主要原理为2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)。在密闭容器中发生该反应时，c(CO2)随温度（T）、催化剂的表面积（S）和时间（t）的变化曲线，如下图所示。据此判断： 该反应的H_0（填“”或“”），S_0（填“”或“”）。在T1温度下，02s内的平均反应速率v(N2)=_。当固体催化剂的质量一定时，增大其表面积可提高化学反应速率。若增大催化剂的表面积，则CO转化率_（填“增大”、“减少”或“不变”）。若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行，下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是_（填字母）。 （2）直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物，用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。例如：CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) H=867.0kJmol12NO2(g)N2O4(g) H=56.9kJmol1写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(g)的热化学方程式。_。将燃煤产生的二氧化碳回收利用，可达到低碳排放的目的。下图是通过人工光合作用，以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。电极a、b表面发生的电极反应式分别为 a：_b：_【答案】 0.05molL1s1 不变 b d CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+2H2O(g)+CO2(g) H=810.1kJmol1 2H2O4e=O2+4H+ 2CO2+4e+4H+=2HCOOH接触面积越大反应速率越快，到达平衡的时间越短，但催化剂不影响平衡移动，则CO转化率不变，故答案为：不变；a、到达平衡后正、逆速率相等，不再变化，t1时刻V正最大，之后随反应进行速率发生变化，未到达平衡，故a错误；b、该反应正反应为放热反应，随反应进行温度升高，化学平衡常数减小，到达平衡后，温度为定值，达最高，平衡常数不变，为最小，图象与实际符合，故b正确，c、t1时刻后二氧化碳、NO的物质的量发生变化，t1时刻未到达平衡状态，故c错误；d、NO的质量分数为定值，t1时刻处于平衡状态，故d正确；故答案为：bd；(2)已知：、CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)H1=-867kJ/mol，、2NO2(g)N2O4(g)H2=-56.9kJ/mol，根据盖斯定律，-得CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，故H=-867kJ/mol-(-56.9kJ/mol)=-810.1kJ/mol，即CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，H=-810.1kJ/mol，故答案为：CH4(g)+N2O4(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)，H=-810.1kJ/mol；由图可知，左室通入水，生成氧气与氢离子，电极a表面发生氧化反应，为负极，电极反应式为2H2O-4e-O2+4H+，右室通入二氧化碳，酸性条件下生成HCOOH，电极b表面发生还原反应，为正极，电极反应式为2CO2+4e-+4H+2HCOOH，故答案为：2H2O-4e-O2+4H+；CO2+2H+2e-=HCOOH。9氮氧化物（NOx）是大气主要污染物之一，请根据以下方法的选用回答相应问题：I.利用CH4催化还原氮氧化物消除氮氧化物的污染。已知：CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l) H=-662kJ/molCH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(l) H=-955kJ/mol其中式的平衡常数为K1，式的平衡常数为K2，则：(1) CH4 (g)+4NO (g）=2N2(g) + CO2 (g )+H2O （1）H=_ ；改反应的平衡常数K=_（用含Kl、K2的代数式表示）。II利用燃料电池的原理来处理氮氧化物是一种新方向。装置如图所示，在处理过程中石墨电极I上反应生成一种氧化物Y。 (2）写出氧化物Y的化学式_； (3)石墨II电极为_（填“正”或“负”）极，该电极反应为_；.利用活性炭还原法处理氮氧化物。有关反应为C(s)+2NO(g)N2(g)+ CO2(g) H=akJ/mol。某研究小组向某恒容密闭容器中加入一定量的活性炭和NO，恒温（T1）条件下反应，已知在不同时间测得各物质的浓度如下： （4）该反应的平衡常数表达式K=_，在010s内，N2的平均反应速率为_mol/(Ls)，NO的转化率为_；（5）30s后，改变某一条件，反应重新达到平衡，则改变的条件可能是_，若30s后升高温度至T2，平衡时，容器中NO的浓度由0.060mol/L变为0.072mol/L，则该反应的a_0 （填“”、“;”“;”或“”)。(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层，生成HCl和CO2，当有1 mol Cl2参与反应时释放出145 kJ热量，写出该反应的热化学方程式：_。(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质。将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧，所得物质可作耐高温材料，4Al(s)3TiO2(s)3C(s)=2Al2O3(s)3TiC(s) H1176 kJ/mol，则反应过程中，每转移1 mol电子放出的热量为_。（5）汽车排出的尾气中含有CO和NO等气体。为了解决污染问题，在汽车排气管内安装的催化转化器，可使汽车尾气中的主要污染物CO和NO转化为无毒的大气循环物质。已知：N2(g)O2(g) =2NO(g) H180.5 kJ/mol2C(s)O2(g)=2CO(g) H221.0 kJ/molC(s)O2(g)=CO2(g) H393.5 kJ/mol请写出污染物CO和NO转化为无毒的大气循环物质的热化学方程式是： _【答案】M”“=”或“_【答案】(1)19.5 (2) 434 kJ (3) Q1Q2Q3 （3）H2S完全燃烧放出的热量多，由于气态水的能量高于液态水的能量，所以生成液态水时放出的热量多，则Q1、Q2、Q3三者关系正确的是Q1Q2Q3。18甲醇是21世纪应用最广泛的清洁燃料之一，通过以下反应可以制备甲醇：CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l) H=?（1）已知：2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) H=571.6kJmol-12CO(g)+O2(g)=2CO2(g) H=566.0kJmol-12CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l) H=1453.0kJmol-1则制备甲醇反应的H = kJmol-1（2）若装置为容积固定的密闭容器，不同时间段各物质的浓度如下表：c(CO) /molL-1c(H2) /molL-1c(CH3OH) /molL-10min0.81.602min0.6y0.24min0.30.60.56min0.30.60.5反应从2min到4min之间，H2的平均反应速率为_ molL1min1。反应在第2min时改变了反应条件，改变的条件可能是 (填字母序号)。A使用催化剂 B降低温度 C增加H2的浓度 D减小CH3OH(g)的浓度（3）若在容积可变的密闭容器中充入1 mol CO(g)和2 molH2 (g)生成CH3OH(g)，H2的平衡转化率随温度（T）、压强（P）的变化如图所示。当达到平衡状态A 时，容器的体积为2 L，此时该反应的平衡常数为 ，若达到平衡状态B 时，则容器的体积V(B)= L。 （4）一定温度下，在容积固定的密闭容器中充入一定量的H2和CO，在t1时达到平衡。t2时将容器的容积迅速扩大到原来的2倍，在其他条件不变的情况下，t3时达到新的平衡状态，之后不再改变条件。请在右图中补画出从t2到t4正反应速率随时间的变化曲线。 【答案】（1）-128.1；（2）0.3，A；（3）4，14；(4)。【解析】（1）2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)，2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ，2CH3OH (l) +3O2(g)=
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