1、1第一单元 化学反应中的热效应教师备用题库1.据报道,科学家开发出了利用太阳能分解水的新型催化剂。下列有关水分解过程的能量变化示意图正确的是( )答案 B 水的分解是吸热反应,催化剂降低反应的活化能。故选 B。2.已知 1 mol H2在 O2中完全燃烧生成液态水时,放出 285.8 kJ 热量,则下列热化学方程式书写正确的是( )A.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) H=-285.8 kJmol -1B.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) H=-571.6 kJmol -1C.2H2(g)+O2(g) 2H2O(l) H=+571.6 kJmol -1D.H2(g)+ O2(l
2、) H2O(g) H=+285.8 kJmol -112答案 B 依题意知,2 mol H2在 O2中完全燃烧生成液态水时,放出 2285.8 kJ=571.6 kJ 热量,A 中反应热与反应物的物质的量不相符,错误;C 中 H 应为负值,错误;D 中 O2和 H2O 的状态标错且 H 应为负值,错误。3.CO2是重要的温室气体,通过 CO2来制造更高价值的化学品是目前的研究目标。(1)以 CO2与 NH3为原料合成化肥尿素的主要反应如下:2NH 3(g)+CO2(g) NH2CO2NH4(s) H=-159.47 kJmol -1NH 2CO2NH4(s) CO(NH2)2(s)+H2O(g
3、) H=a kJmol -12NH 3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(s)+H2O(g) H=-86.98 kJmol -1则 a 为 。 (2)反应 2NH3(g)+CO2(g) CO(NH2)2(l)+H2O(g)在合成塔中进行。图 1 中、三条曲线为合成塔2中按不同氨碳比n(NH 3)/n(CO2)和水碳比n(H 2O)/n(CO2)投料时 CO2转化率的情况。图 1曲线、水碳比的数值分别为:A.0.60.7 B.11.1 C.1.51.61生产中应选用水碳比的数值为 (选填序号)。 生产中氨碳比宜控制在 4.0 左右,而不是 4.5 的原因可能是 。 (3)尿素可用于湿法烟气脱
4、氮工艺,其反应原理为:NO+NO2+H2O 2HNO22HNO2+CO(NH2)2 2N2+CO 2+3H 2O。当烟气中 NO、NO 2按上述反应中系数比反应时,脱氮效果最佳。若烟气中 V(NO)V(NO 2)=51 时,可通入一定量的空气,同温同压下,V(空气)V(NO)= (空气中氧气的体积分数大约为 20%)。 图 2 是尿素浓度对脱氮效率的影响,从经济因素上考虑,一般选择尿素浓度约为 %。 图 2答案 (1)+72.49(2)A氨碳比在 4.5 时,NH 3的量增加较多,而 CO2的转化率增加不大,提高了生产成本(3)11 5(0.2)解析 (1)根据盖斯定律,方程式=-,反应热也进
5、行相应运算,求得 a 为+72.49。(2)水碳比的数值在 0.60.7 时,CO 2的转化率更高,所以选 A。3由图 2 可以看出,氨碳比在 4.5 时,NH 3的量增加较多,而 CO2的转化率增加不大,提高了生产成本,不符合经济效益。(3)烟气中 V(NO)V(NO 2)=51,假设 NO 为 5 mol,那么 NO2为 1 mol,根据反应 NO+NO2+H2O 2HNO2可知,只有 NO 和 NO2的物质的量相同时才能被完全吸收,这时需要 O2,根据 2NO+O2 2NO2,可知应该有 2 mol NO 参加反应生成 2 mol NO2,这个过程需要 1 mol O2,而空气中氧气的体积分数大约为 20%,要提供 1 mol O2需要空气物质的量为 5 mol,所以 V(NO)V(空气)=11。由图像可以看出,当尿素浓度在 5%左右时转化率已经比较高了,如果尿素浓度再增大时转化率提高不明显。
