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20．利用CO2以制取甲醇，有關化學反應如下：
①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-178kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-41.2kJ•mol-1
③2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H3=-483.6kJ•mol-1
已知反應①中相關的化學鍵鍵能數據如下：
化學鍵 C-C C-H H-H C-O H-O
 鍵能/kJ•mol-1 348 413 436 358463
則斷開1molC═O需要吸收的能量和CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）的反應熱分別為（　�。�
A．1550+43.2kJ•mol-1B．750-43.2kJ•mol-1
C．1550+86.4kJ•mol-1D．750+43.2kJ•mol-1

分析 根據反應焓變=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和計算，二氧化碳為直線型結構，分子中存在兩個碳氧雙鍵，二氧化碳的電子式為；結構式為O=C=O，設C═O的鍵能為x，依據①求算斷開1molC═O需要吸收的能量，根據已知方程式構建目標方程式，根據蓋斯定律求算CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）的反應熱．

解答 解：二氧化碳為直線型結構，分子中存在兩個碳氧雙鍵，二氧化碳的電子式為；結構式為O=C=O，設C═O的鍵能為x，①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-178kJ•mol-1，反應焓變△H=反應物鍵能之和-生成物鍵能之和=2x+3×436-（3×413+358+463）-（2×463）=-178kJ，解得x=750kJ，即斷開1molC═O需要吸收的能量為750kJ，
已知①CO2（g）+3H2（g）═CH3OH（g）+H2O（g）△H1=-178kJ•mol-1
②2CO（g）+O2（g）═2CO2（g）△H2=-41.2kJ•mol-1
③2H2（g）+O2（g）═2H2O（g）△H3=-483.6kJ•mol-1
將①+（②-③）×$\frac{1}{2}$得：CO（g）+2H2（g）═CH3OH（g）根據蓋斯定律可得△H=（-178kJ•mol-1）+[（-41.2kJ•mol-1）-（-483.6kJ•mol-1）]×$\frac{1}{2}$=+43.2kJ•mol-1，
故選D．

點評 本題考查了焓變的計算應用，掌握反應焓變?yōu)榉磻镦I能之和-生成物鍵能之和是解題關鍵，注意二氧化碳的結構，題目難度不大．

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

6．下列敘述中正確的是（　�。�
A．除零族元素外，短周期元素的最高化合價在數值上等于該元素所屬的族序數
B．ⅦA族元素其簡單陰離子的核外電子層數等于該元素所在的周期數
C．除短周期外，其他周期均有18種元素
D．X2+的核外電子數目為18，則X在第三周期第ⅡA族

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

11．用Cl2生產某些含氯有機物時會產生副產物HC1．利用反應A，可實現氯的循環(huán)利用．反應A：4HCl+O2$\frac{\underline{\;CuO/CuCl_{2}\;}}{400℃}$2Cl2+2H2O
（1）已知：Ⅰ、反應A中，4mol HCl被氧化，放出115.6kJ的熱量．
Ⅱ、 
①反應A的熱化學方程式是4HCl（g）+O2（g）?2Cl2（g）+2H2O（g）△H=-115.6 KJ/mol．
②斷開1mol H-O 鍵與斷開 1mol H-Cl 鍵所需能量相差約為32kJ，H2O中H-0 鍵比HCl中H-Cl鍵（填“強”或“弱”）強．
（2）合成氨工廠常通過測定反應前后混合氣體的密度來確定氨的轉化率．某工廠測得合成塔中N2、H2混合氣體的密度為0.5536g/L（標準狀況），從合成塔中出來的混合氣體在相同條件下密度為0.693g/L（標準狀況）．該合成氨廠N2的轉化率為25%．

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科目：高中化學 來源： 題型：解答題

8．CH4、H2、C都是優(yōu)質的能源物質，它們燃燒的熱化學方程式為：
①CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.3kJ•mol-1
②2H2（g）+O2（g）═2H2O（l）△H=-571.6kJ•mol-1
③C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-393.5kJ•mol-1
（1）在深海中存在一種甲烷細菌，它們依靠酶使甲烷與O2作用產生的能量存活，甲烷細菌使1mol甲烷生成CO2氣體與液態(tài)水，放出的能量=（填“＞”“＜”或“=”）890.3kJ．
（2）甲烷與CO2可用于合成合成氣（主要成分是一氧化碳和氫氣）：CH4+CO2═2CO+2H2，1g CH4完全反應可釋放15.46kJ的熱量，則：
①能表示該反應過程中能量變化的是（圖1）D（填字母）．
②若將物質的量均為1mol的CH4與CO2充入某恒容密閉容器中，體系放出的熱量隨著時間的變化如圖2所示，則CH4的轉化率為63%．

（3）C（s）與H2（g）不反應，所以C（s）+2H2（g）═CH4（g）的反應熱無法直接測量，但通過上述反應可求出C（s）+2H2（g）═CH4（g）的反應熱△H=-74.8kJ•mol-1．
（4）目前對于上述三種物質的研究是燃料研究的重點，下列關于上述三種物質的研究方向中可行的是C（填字母）．
A．尋找優(yōu)質催化劑，使CO2與H2O反應生成CH4與O2，并放出熱量
B．尋找優(yōu)質催化劑，在常溫常壓下使CO2分解生成碳與O2
C．尋找優(yōu)質催化劑，利用太陽能使大氣中的CO2與海底開采的CH4合成合成氣（CO、H2）
D．將固態(tài)碳合成為C60，以C60作為燃料
（5）工業(yè)上合成甲醇的反應：CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H=-90.8kJ•mol-1，若在溫度相同、容積均為2L的3個容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時如表：
容器甲乙丙
反應物投入量1molCO、2mol H21mol CH3OH2mol CO、4mol H2
CH3OH的濃度（mol/L）c1=0.25c2c3
反應的能量變化放出Q1 kJ吸收Q2 kJ放出Q3 kJ
平衡常數K1K2K3
反應物轉化率α1α2α3
①下列不能說明該反應在恒溫恒容條件下已達化學平衡狀態(tài)的是BC．
A．v正（H2）=2v逆（CH3OH）  B．n（CO）﹕n（H2）﹕n（CH3OH）=1﹕2：1
C．混合氣體的密度不變   D．混合氣體的平均相對分子質量不變 E．容器的壓強不變
②下列說法正確的是AC．
A．c1=c2      B．Q1=Q2     C．K1=K2      D．α2+α3＜100%
③如圖表示該反應的反應速率v和時間t的關系圖（圖3）：

各階段的平衡常數如表所示：
t2～t3t4～t5t5～t6t7～t8
K4K5K6K7
K4、K5、K6、K7之間的關系為K4＞K5=K6=K7（填“＞”、“＜”或“=”）．反應物的轉化率最大的一段時間是t2～t3．

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

15．在溫度、容積相同的3個密閉容器中，按不同方式投入反應物，保持恒溫、恒容，測得反應達到平衡時的有關數據如下（已知N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.4kJ•mol-1）：
容器甲乙丙
反應物投入量1mol N2、3mol H22mol NH34mol NH3
NH3的平衡濃度（mol•L-1）c1c2c3
反應的能量變化放出a kJ吸收b kJ吸收c kJ
體系壓強（Pa）p1p2p3
反應物轉化率α1α2α3
下列說法不正確的是（　�。�
A．2c1＞c3B．a+b=92.4C．2p2＞p3D．α1+α3＜1

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5．某實驗小組欲探究SO2和Cl2能否發(fā)生反應，設計如圖所示的實驗裝置進行實驗．

（1）裝置A中的反應為2KMnO4+16HCl （濃）═2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，生成71g Cl2轉移的電子是2mol．裝置C中生成SO2，反應的化學方程式是Na2SO3+H2SO4═Na2SO4+SO2↑+H2O．
（2）裝置B中蘸有NaOH溶液的棉花的作用是尾氣處理，防止污染空氣．
（3）打開A、C中分液漏斗的活塞，一段時間后關閉活塞．待反應完全后，小組同學又繼續(xù)如下實驗．
①甲同學取適量B中溶液于試管中，向其中滴加少量AgNO3溶液，有白色沉淀生成．甲同學由此認為SO2和Cl2發(fā)生了反應，理由是該反應中生成了Cl-（填離子符號）．
②乙同學認為甲同學的結論不合理，認為A中生成的Cl2中混有雜質，應該在裝置A、B間增加一個洗氣瓶，然后再按甲同學的方法即可得到正確結論．
乙同學認為Cl2中混有的雜質是HCl，洗氣瓶中盛有試劑的名稱是飽和食鹽水．
③丙同學則認為甲、乙兩位同學的結論均不合理．丙同學取適量B中溶液于試管中，向其中滴加少量溶液X，有白色沉淀生成，則可得出結論，即SO2與Cl2同時通入水中，可以發(fā)生反應．溶液X是a（填選項序號）．
a．BaCl2溶液    b．Ba （OH）2溶液    c．Ba （NO3）2溶液  d．品紅溶液
（4）SO2與Cl2同時通入水中反應的化學方程式是SO2+Cl2+2H2O═2HCl+H2SO4．

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12．同一短周期元素，濃度均為0.01mol/L的最高價氧化物對應水化物的pH與原子半徑的關系如圖所示．則下列說法正確的是（　�。�
A．氣態(tài)氫化物的穩(wěn)定性：M＞N
B．Z的最高價氧化物能溶于稀氨水
C．X和W形成的常見化合物中陰、陽離子個數比為2：1
D．Z和R的簡單離子半徑：Z3+＜R-

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9．有五組含有同族元素的物質，在101.3KPa時測定它們的沸點（℃）如表所示：
①He-268.8（a）-249.5Ar-185.8Kr-151.7
②F2-187.0Cl2-33.6（b）-58.7I2-184.0
③（e）-19.4HCl-84.0HBr-67.0HI-35.3
④H2O-100.0H2S-60.0（d）-42H2Te-1.8
⑤CH4-161.0SiH4-112.0GeH4-90.0（e）-52.0
對應表中內容，下列敘述正確的是（　�。�
A．a、b、c的化學式分別為Ne2、Br2、HF
B．第②組物質均有氧化性；第③組物質對應水溶液均是強酸
C．第④組中各化合物的穩(wěn)定性順序為：H2O＞H2S＞H2Se＞H2Te
D．上表中同族物質對應的氫化物的沸點，均隨相對分子質量的增大而升高

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科目：高中化學 來源： 題型：選擇題

10．根據下列實驗方案預測的實驗現象能得出相應結論的是（　�。�

實驗方案預測實驗現象相應結論
A向酸性Fe（NO3）3溶液通入少量H2S有黃色沉淀Fe（NO3）3中鐵元素具有氧化性
BCH3CH2Br與NaOH乙醇共熱后將氣體通入酸性高錳酸鉀溶液高錳酸鉀溶液褪色CH3CH2Br與NaOH乙醇溶液共熱生成乙烯
C測定相同條件下等物質的量濃度的CH3COONa、NaHCO3的pHNaHCO3溶液的pH大酸性：碳酸＜乙酸
D10mL0.1mol/L的NaOH溶液滴入2mL等濃度的MgCl2溶液，然后再滴加FeCl3溶液先出現白色沉淀，后沉淀變?yōu)榧t褐色Ksp[Fe（OH）3]＜Ksp[Mg（OH）2]
A．AB．BC．CD．D

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