选修4　化学反应原理
　　　　　　
模块学习评价

　　　　模块学习评价(教师用书独具)
(时间：90分钟　分值：100分)
一、选择题(本题包括18小题，每小题3分，共54分)
1．下列与化学反应能量变化相关的叙述正确的是(　　)
A．生成物总能量一定低于反应物总能量
B．放热反应的反应速率总是大于吸热反应的反应速率
C．应用盖斯定律，可计算某些难以直接测量的反应焓变
D．同温同压下，H2(g)＋Cl2(g)===2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH不同

【解析】　根据生成物总能量和反应物总能量的相对大小，把化学反应分为吸热反应和放热反应，吸热反应的生成物总能量高于反应物总能量，放热反应的生成物总能量低于反应物总能量；反应速率是单位时间内物质浓度的变化，与反应的吸热、放热无关；同温同压下，H2(g)和Cl2(g)的总能量与HCl(g)的总能量的差值不受光照和点燃条件的影响，所以该反应的ΔH相同。
【答案】　C
2．(2012·福建高考)下列说法正确的是(　　)
A．0.5 mol O3与11.2 L O2所含的分子数一定相等
B．25 ℃与60 ℃时，水的pH相等
C．中和等体积、等物质的量浓度的盐酸和醋酸所消耗的n(NaOH)相等
D．2SO2(g)＋O2(g)=== 2
SO3(g)和4SO2(g)＋2O2(g)===4SO3(g)的ΔH相等
【解析】　A项中没有标明压强和温度，不能认为11.2 L O2的物质的量就是0.5 mol，故A错误；水的离子积常数随温度的升高而增大，对应pH随温度升高而减小，故B错误；反应热ΔH随相应的化学计量数的改变而改变，相同条件下，后者
的ΔH是前者的两倍，故D错误。
【答案】　C[来源:]
3．相同温度下，等物质的量浓度的下列溶液中，pH最小的是(　　)
A．NH4Cl　　　　　　　　B．NH4HCO3
C．NH4HSO4  D．(NH4)2SO4[来源:]
【解析】　本题考查NH的水解以及影响其水解的因素。在NH4HCO3溶液中，HCO的水解促进了NH的水解，而NH4HSO4溶液中可直接电离出H＋。需注意的是盐类的水解是微弱的。故正确答案为C。
【答案】　C
4．某化学反应达到化学平衡：A(g)＋3B(g)2C(g)(ΔH<0)，将气体混合物的温度降低，下列叙述中正确的是(　　)
A．正反应速率和逆反应速率都变小，平衡向正反应方向移动
B．正反应速率变小，逆反应速率加大，平衡向逆反应方向移动
C．正反应速率加大，逆反应速率变小，平衡向正反应方向移动
D．正反应速率和逆反应速率都变小，平衡向逆反应方向移动
【解析】　降低温度，正反应速率和逆反应速率都降低，放热反应速率降低的程度小，吸热反应速率降低的程度大，平衡向放热反应方向移动，A对。
【答案】　A
5．关于原电池和电解池的电极名称，下列说法错误的是(　　)
A．原电池中失去电子的一极为负极
B．电解池中与直流电源负极相连的一极为阴极
C．原电池中相对活泼的一极为正极
D．电解池中发生氧化反应的一极为阳极[来源:]
【解析】　原电池中相对活泼的极为负极。
【答案】　C
6．常温下，在pH都是9的NaOH和CH3COONa两种溶液中，设由水电离产生的c(OH－)分别为a mol·L－1与b mol·L－1，则a与b的关系为(　　)
A．a>b  B．a＝10－4b
C．b＝10－4a  D．a＝b
【解析】　在pH＝9的NaOH溶液中，c(OH－)水＝c(H＋)水＝c(H＋)液＝10－9 mol·L－1，a＝10－9 mol·L－1；pH＝9的CH3COONa溶液，c(OH－)水＝c(OH－)液＝10－5 mol·L－1，b＝10－5 mol·L－1，即＝，a＝10－4b。
【答案】　B
7．在298 K、100 kPa时，已知：
2H2O(g)===O2(g)＋2H2(g)　ΔH1
Cl2(g)＋H2(g)===2HCl(g)　ΔH2
2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g
)＋O2(g)　ΔH3
则ΔH3与ΔH1和ΔH2间的关系正确的是(　　)
A．ΔH3＝ΔH1＋2ΔH2  B．ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
C．ΔH3＝ΔH1－2ΔH2  D．ΔH3＝ΔH1－ΔH2
【解析】　把已知方程式依次标记为①②③，则②×2＋①得：
2Cl2(g)＋2H2O(g)===4HCl(g)＋O2(g)，则
ΔH3＝2ΔH2＋ΔH1。
【答案】　A
8．向0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中加入少量的CH3COONa晶体时，会引起(　　)
A．溶液的pH增大  B．溶液中的c(H＋)增大
C．溶液的导电能力减弱  D．溶液中的c(OH－)减小
【解析】　CH3COOHCH3COO－＋H＋，当加入CH3COONa晶体时，溶液中c(CH3COO－)增大，平衡向左移动，c(H＋)减小，pH增大，c(OH－)增大，但溶液中离子浓度增大，导电性增强，故选A。
【答案】　A[来源:]
9．(2012·江苏高考)下列有关说法正确的是(　　)
A．CaCO3(s)===CaO(s)＋CO2(g)室温下不能自发进行，说明该反应的ΔH＜0
B．镀铜铁制品镀层受损后，铁制品比受损前更容易生锈
C．N2(g)＋3H(g)===2NH3(g)　ΔH＜0，其他条件不变时升高温度，反应速率v(H2)和H2的平衡转化率均增大
D．水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应
【解析】　A项，CaCO3的分解是吸热反应，ΔH＞0，反应是否能够自发进行取决于ΔH－TΔS的正负，故A错。B项中易形成FeCu原电池，在潮湿的空气中，Fe为负极，腐蚀更快，B正确。C项中，升高温度，反应速率增大，但因正反应放热，故升高温度会使平衡向逆反应方向移动，H2的转化率反而减小，C错。D项中，随温度升高，Kw增大，说明水的电离H2OH＋＋OH－是吸热的，温度升高，电离平衡右移，故D错。
【答案】　B
10.


如图为某化学反应速率—时间图像。
在t1时刻升高温度和增大压强都符合下图所示变化的反应是(　　)
A．2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)
ΔH<0
B．4NH3(g)＋5O2(g)4NO(g)＋6H2O(g)　ΔH<0
C．H2(g)＋I2(g)2HI(g)
　ΔH>0
D．C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)　ΔH>0
【解析】　t1时，v逆>v正，平衡向逆反应方向移动；若升高温度，则逆反应方向是吸热的，则正反应放热，ΔH<0；若增大压强，逆反应方向应是气体体积减小的方向，则正反应是气体体积增大的方向，B符合。
【答案】　B
11．(2012·重庆高考)


肼(H2NNH2)是一种高能燃料，有关化学反应的能量变化如图所示。已知断裂1 mol化学键所需的能量(kJ)：NN为942、OO为500、NN为154，则断裂1 mol NH键所需的能量(kJ)是(　　)
A．194  B．391
C．516  D．658
【解析】　由题图可知ΔH3＝－(ΔH2－ΔH1)＝
－[－2 752 kJ/mol－(－534 kJ/mol)]＝＋2 218 kJ/mol，断裂1 mol NH键所需能量＝(2 218 kJ－500 kJ－154 kJ)×＝391 kJ。
【答案】　B
12.


有如图所示的装置，当电流表中产生持续电流时，下列说法正确的是(　　)
A．Cu是原电池的负极
B．Al是原电池的负极
C．电子由Al沿导线流向铜
D．铝片上的电极反应式为：Al－3e－===Al3＋
【解析】　Al在常温下的浓硝酸中钝化，所以该原电池中Cu是负极，负极反应为Cu－2e－===Cu2＋；Al是原电池正极，电子由负极(Cu)沿导线经外电路流向正极(Al)。
【答案】　A
13．已知25 ℃时，AgCl的溶度积Ksp＝1.8×10－10，则下列说法正确的是(　　)
A．向饱和AgCl水溶液中加入盐酸，Ksp变大
B．AgNO3溶液与NaCl溶液混合后的溶液中，一定有c(Ag＋)＝c(Cl－)
C．温度一定时，当溶液中c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp时，此溶液中必有AgCl的沉淀析出
D．将AgCl加入到较浓的KI溶液中，部分AgCl转化为AgI，因为AgCl溶解度大于AgI
【解析】　A项加入盐酸引起沉淀溶解平衡移动，Ksp不变，故A项错误；B项由于不知道AgNO3和NaCl物质的量情况，不一定具有c(Ag＋)＝c(Cl－)，故B项错误；C项当有c(Ag＋)·c(Cl－)＝Ksp时，沉淀的溶解处于平衡状态，没有A
gCl沉淀析出，故C项错误；D项由于AgCl转化为AgI，是因为溶解度大的AgCl转化为溶解度小的AgI，故D项正确。
【答案】　D
14．在一密闭容器中加入A、B、C三种气体，保持一定温度，在t1～t4时刻测得各物质的浓度如下表。据此判断下列结论正确的是(　　)
测定时刻/s
t1
t2
t3
t4

c(A)/(mol·L－1)
6
3
2
2

c(B)/(mol·L－1)
5[来源:]
3.5
3
3

c(C)/(mol·L－1)
1
2.5
3
3

A.在t3时刻反应已经停止
B．A的转化率比B的转化率低
C．在容器中发生的反应为：2A＋B2C
D．在t2～t3内A的平均反应速率为：
[1/(t3－t2)]mol·L－1·s－1
【解析】　时刻反应到达平衡，但反应并不停止，而是正逆反应速率相等，A错；从t1～t3，Δc(A)＝4 mol·L－1，Δc(B)＝2 mol·L－1，Δc(C)＝2 mol·L－1，则反应方程式为2A(g)＋B(g)C(g)，C错；t2～t3内，v(A)＝＝ mol·L－1·s－1，D对；t3时达平衡，A的转化率为×100%＝66.7%。B的转化率为×100%＝40%，B错。
【答案】　D
15．下列表示0.1 mol/L NaHCO3溶液中有关微粒浓度(mol/L)的关系式中，正确的是(　　)
A．c(Na＋)>c(HCO)>c(CO)>c(H＋)>c(OH－)
B．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(OH－)
C．c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HCO
)＋2c(CO)＋c(OH－)
D．c(Na＋)＝c(HCO)＋2c(CO)＋c(H2CO3)
【解析】　在NaHCO3溶液中，除了H2O的电离外，还存在下列电离：
NaHCO3===Na＋＋HCO(完全电离)
HCOH＋＋CO(只是微弱电离)
另外还存在水解反应：HCO＋H2OH
2CO3＋OH－。
HCO的水解程度也不大，但比HCO的电离程度大，故NaHCO3溶液呈碱性。在NaHCO3溶液中，碳原子的存在形式有HCO、CO、H2CO3，其中以HCO为主。由电荷守恒知，C项正确、B项不正确；由物料守恒知D项应为c(Na＋)＝c(HCO)＋c(CO)＋c(H2CO3)，故D不正确。由于溶液呈碱性，且HCO与H2O都能电离出H＋，故A项应为：c(Na＋)>c(HCO)>c(OH－)>c(H＋)>c(CO)，即A项错误。故选C。
【答案】　C
16．25 ℃时有甲、乙两杯醋酸溶液，甲的pH＝2，乙的pH＝3，下列判断正确的是(　　)
A．甲中由水电离出来的H＋的物质的量浓度是乙中由水电离出来的H＋的物质的量浓度的
B．甲、乙两杯溶液的物质的量浓度之间的关系为c(甲)＝10c(乙)
C．中和等物质的量的NaOH，需甲、乙两杯醋酸的体积(V)之间的关系为10V(甲)>V(乙)
D．甲中的c(OH－)为乙中的c(OH－)的10倍
【解析】　甲溶液中c(H＋)水＝10－12 mol/L，乙溶液中c(H＋)水＝10－11 mol/L，A项正确；甲中c(OH－)为10－12 mol/L，乙中c(OH－)为10－11 mol/L，
前者是后者的1/10，D错；由于两种CH3COOH的电离程度不等，α甲>α乙，所以c(甲)>10c(乙)，那么中和等物质的量的NaOH所需醋酸溶液的体积V(甲)<V(乙)，B、C均错。
【答案】　A
17．(2012·山西大学附中高二月考)在给定的四种溶液中加入以下各种离子，各离子能在原溶液中大量共存的
是(　　)
A．滴加甲基橙显红色的溶液：Fe3＋、NH、Cl－、SCN－
B．pH值为1的溶液：Cu2＋、Na＋、Mg2＋、NO
C．水电离出来的c(H＋)＝10－13 mol/L的溶液：K＋、HCO、Br－、Ba2＋
D．所含溶质为Na2SO4的溶液：K＋、CO、NO、Pb2＋
【解析】　A中Fe3＋与SCN－不大量共存；C中HCO不大量共存；D中Pb2＋不能大量共存。
【答案】　B
18．已知0.1 mol/L的二元酸H2A溶液的pH＝4.0，则下列说法中正确
的是(　　)
A．在Na2A、NaHA两溶液中，离子种类不相同
B．在溶质物质的量相等的Na2A、NaHA两溶液中，阴离子总数相等
C．在NaHA溶液中一定有c(Na＋)＋c(H＋)＝c(HA－)＋c(OH－)＋2c(A2－)
D．在Na2A溶液中一定有c(Na＋)>c(A2－)>c(H＋)>c(OH－)
【解析】　0.1 mol/L的一元强酸，pH＝1,0.1 mol/L的二元强酸pH应小于1，二元酸H2A在浓度为0.1 mol/L时，pH＝4，说明H2A为弱酸，Na2A水解有HA－生成，溶液中的离子有Na＋、A2－、HA－、OH－、H＋。而NaHA既能水解又能电离，溶液中的离子与前者相同，A项错。若Na2A与NaHA不水解且HA－不再电离，阴离子数目才相等，但由于水解反应A2－＋H2OHA－＋OH－，使阴离子增多，HA－＋H2OH2A＋OH－，阴离子不变，HA－H＋＋A2－，阴离子不变，但A2－水解程度要大于HA－的电离程度，故前者阴离子数目多于后者，B选项也不正确。C选项符合电荷守恒关系，正确。D项Na2A溶液因A2－水解而显碱性，明显错误。
【答案】　C
二、非选择题(本题包括5小题，共46分)
19．(6分)电解原理在化学工业中有着广泛的应用。现将设计的原电池通过导线与下图中电解池相连，其中，a为电解质溶液，X和Y是两块电极板，则：


(1)若X、Y均为惰性电极，a为饱和NaCl溶液，则电解时。检验Y电极反
应产物的方法是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若X和Y分别为石墨和铁，a仍为饱和的NaCl溶液，则电解过程中生成的白色固体物质露置在空气中可观察到的现象为________________________________________________________________________。
(3)若X和Y均为惰性电极，a为一定浓度的硫酸铜溶液，通电一段时间后，向所得溶液中加入0.1 mol Cu(OH)2，恰好恢复电解前的浓度和pH，则电解过程中转移的电子的物质的量为_______
_。
【解析】　由电解池装置可知，Y为电解池阳极，X为电解池阴极。(1)以惰性电极电解NaCl溶液时，阳极反应产物为Cl2，可用湿润的淀粉碘化钾试纸检验。(2)阳极为铁电极时，阳极反应为Fe－2e－===Fe2＋，所以有Fe(OH)2生成，露置在空气中时迅速变为灰绿色，最终变为红褐色。(3)电解CuSO4溶液后补充CuO即可复原，而题中加入0.1 mol Cu(OH)2才能复原，说明CuSO4电解完毕后又有水被电解，加
入0.1 mol Cu(OH)2相当于加0.1 mol CuO和0.1 mol H2O，即说明电
解了0.1 mol CuSO4和0.1 mol H2O，故共转移0.4 mol电子。
【答案】　(1)将湿润的淀粉碘化钾试纸靠近Y极支管口，试纸变蓝，说明有氯气生成
(2)白色固体迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
(3)0.4 mol
20．(8分)(2012·江苏高考改编)铝是地壳中含量最高的金属元素，其单质及合金在生产生活中的应用日趋广泛。
(1)真空碳热还原氯化法可实现由铝土矿制备金属铝，其相关反应的热化学方程式如下：
Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g)　ΔH＝a kJ·mol－1
3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g)　ΔH＝b kJ·mol－1
①反应Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)的ΔH＝________kJ·mol－1(用含a、b的代数式表示)。
②Al4C3是反应过程中的中间产物。Al4C3与盐酸反应(产物之一是含氢量最高的烃)的化学方程式为________________________________________________________________________
_______________
_________________________________________________________。
(2)镁铝合金(Mg17Al12)是一种潜在的贮氢材料，可在氩气保护下，将一定化学计量比的Mg、Al单质在一定
温度
下熔炼获得。该合金在一定条件下完全吸氢的反应方程式为Mg17Al12＋17H2===17MgH2＋12Al。得到的混合物Y(17MgH2＋12Al)在一定条件下可释放出氢气。
①熔炼制备镁铝合金(Mg17Al12)时通入氩气的目的是________________________。
②在6.0 mol·L－1 HCl溶液中，混合物Y能完全释放出H2。1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y与上述盐酸完全反应，释放出H2的物质的量为________。
(3)铝电池性能优越，AlAgO电池可用作水下动力电
源，其原理如图所示。该电池反应的化学方程式为________________________________________________________________________
__________________________________
______________________________________。


【解析】　(1)已知：①Al2O3(s)＋AlCl3(g)＋3C(s)===3AlCl(g)＋3CO(g)　ΔH＝a kJ·mol－1；
②3AlCl(g)===2Al(l)＋AlCl3(g)　ΔH＝b kJ·mol－1，根据盖斯定律，由①＋②可得：Al2O3(s)＋3C(s)===2Al(l)＋3CO(g)　ΔH＝(a＋b) kJ·mol－1。
含氢量最高的烃为CH4，据此可知Al4C3与盐酸发生的反应为Al4C3＋12HCl===4AlCl3＋3CH4↑。
(2)①Mg、Al都是活泼金属，高温时易与空气中的O2反应，通入氩气的目的是隔绝空气，防止Mg、Al被氧化。②1 mol Mg17Al12完全吸氢后得到的混合物Y中含有17 mol MgH2和12 mol Al，与6.0 mol·L－1盐酸反应时，生成MgCl2、AlCl3和H2，则生成H2的物质的量为17 mol＋17 mol＋12 mol×＝52 mol。
(3)由铝电池原理图可知，Al作负极，AgO/Ag作正极，电池反应式为2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO2＋3Ag＋H2O。
【答案】　(1)①a＋b
②Al4C3＋12HCl===4AlCl3＋3CH4↑
(2)①防止Mg、Al被空气氧化　②52 mol
(3)2Al＋3AgO＋2NaOH===2NaAlO2＋3Ag＋
H2O
21．(8分)接触法制硫酸工艺中，其主反应在450 ℃并有催化剂存在下进行：
2SO2(g)＋O2(g)2SO3(g)　ΔH＝－190 kJ/mol
(1)该反应所用的催化剂是________(填写化合物名称)，该反应450 ℃时的平衡常数________500 ℃时的平衡常数(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(2)该热化学反应方程式的意义是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)下列说法能表明反应已达平衡状态的是________。
a．v(O2)正＝2v(SO3)逆
b．容器中气体的平均
相对分子质量不随时间而变化
c．容器中气体的密度不随时间而变化
d．容器中气体的分子总数不随时间而变化
(4)在一个固定容积为5 L的密闭容器中充入0.20 mol SO2和0.10 mol O2，半分钟后达到平衡，测得容器中含SO3 0.18 mol，则v(O2)＝________mol·(L·min)－1；若继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2，则平衡________移动(填“向正反应方向”、“向逆反应方向”或“不”)，再次达到平衡后，________mol<n(SO3)<________mol。
【解析】　此题考查了工业制硫酸、化学平衡常数、热化学方程式、化学平衡状态、有关化学平衡的计算等知识。
(1)工业制硫酸时二氧化硫催化氧化使用的催化剂是五氧化二钒；该反应正向放热
，故温度越高化学平衡常数越小；
(2)热化学方程式表示的是450 ℃时，2 mol SO2气体和1 mol O2完全反应生成2 mol SO3气体时放出的热量为190 kJ；
(3)根据化学平衡状态的特征，容器中气体的平衡相对分子质量不随时间变化、分子总数不随时间变化时，说明反应达到平衡状态；
(4)当达到平衡时，容器中SO3的物质的量为0.18 mol，则v(SO3)＝0.072 mol·(L·min)－1，则v(O2)＝0.036 mol(L·min)－1；再继续通入0.20 mol SO2和0.10 mol O2时，平衡向正反应方向移动，在此达到平衡时，SO3的物质的量介于0.36 mol
和0.40 mol之间。
【答案】　(1)五氧化二钒(V2O5)　大于
(2)在450  ℃时，2 mol SO2气体和1 mol O2气体完全反应生成2 mol SO3气体时放出的热量为190 kJ

(3)bd　(4)0.036　向正反应方向　0.36　0.40
22．(9分)(2012·广东高考)碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50 mol·L－1 KI、0.2%淀粉溶液、0.20 mol·L－1 K2S2O8、0.10 mol·L－1 Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：S2O＋2I－===2SO＋I2　(慢)
I2＋2S2O===2I－＋S4O　(快)
(1)向KI、Na2S2O3与淀粉的混合溶液中加入一定量的K2S2O8溶液，当溶液中的________耗尽后，溶液颜色将由无色变为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O与S2O初始的物质的量需满足的关系为：n(S2O)∶n(S2O)________。
(2)为探究反应物浓度对化学反应速率的影响，设计的实验方案如下表：
实验






序号






体积V/mL






K2S2O8






溶液
水
KI溶液
Na2S2O3



溶液
淀粉





溶液






①
10.0
0.0
4.0
4.0
2.0

②
9.0
1.0
4.0
4.0
2.0

③
8.0
Vx
4.0
4.0
2.0

表中Vx＝________，理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。


(3)已知某
条件下，浓度c(S2O)～反应时间t的变化曲线如图所示，若保持其他条件不变，请在坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O)～t的变化曲线示意图(进行相应的标注)。
(4)碘也可用作心脏起搏器电源——锂碘电池的材料。

该电池反应为：2Li(s)＋I2(s)===2LiI(s)　　　ΔH
已知：4Li (
s)＋O2(g)===2Li2O(s)  ΔH1
4LiI(s)＋O2(g)===2I2(s)＋2Li2O(s)  ΔH2
则电池反应的ΔH＝________；碘电极作为该电池的________极。
【解析】　解答本题时，要围绕实验目的(探究反应条件对化学反应速率的影响)进行分析与处理。
(1)淀粉溶液遇I2显蓝色，溶液由无色变为蓝色时，溶液中有I2，说明Na2S2O3消耗尽。为确保能观察到蓝色，溶液中Na2S2O3要耗尽。由题给离子反应可得关系式：S2O～I2～2S2O，则有n(S2O)∶n(S2O)＜2∶1时，能观察到蓝色。
(2)实验的目的是探究K2S2O8溶液的浓度对化学反应速率的影响，故应保证每组实验中其他物质的浓度相等，即溶液的总体积相等(即为20.0 mL)，从而可知Vx＝2.0。
(3)降低温度时，化学反应速率减慢，c(S2O)变化减慢。加入催化剂时，化学反应速率加快，c(S2O)变化加快，c(S2O)～t的变化曲线如图所示。


(4)已知：①4Li(s)＋O2(g)===2Li2O(s)　ΔH1
②4LiI(s)＋O2(g)===2I2(s)＋2Li2O(s)　ΔH2
据盖斯定律，由(①－②)可得：2Li(s)＋I2(s)===2LiI(s)　(ΔH1－ΔH2)，则有ΔH＝(ΔH1－ΔH2)。
由电池反应可知，I2得电子被还原，则碘电极作为该电池的正极。
【答案】　(1)Na2S2O3　＜2
(2)2.0　保证反应物K2S2O8的浓度改变，而其他的不变
(3)如图所示


(4)(ΔH1－ΔH2)　正
23．(6分)(2012·浙江高考)甲烷自热重整是先进的制氢方法，包含甲烷氧化和蒸汽重整。向反应系统同时通入甲烷、氧气和水蒸气，发生的主要化学反应有：

化学方程
焓变

ΔH/kJ·mol－1
活化能


Ea/kJ·mol－1



甲



烷



氧



化



CH4(g)＋2O2(g)===[来源:]



CO2(g)＋2H2O(g)
－802.6
125.6

CH4 (
g)＋O2(g)===



CO2(g)＋2H2(g)
－322.0
172.5

蒸



汽



重



整

[来源:]

CH4(g)＋H2O(g)===



CO(g)＋3
H2(g)
＋206.2
240.1

CH4(g)＋2H2O(g)===



CO2(g)＋4H2(g)
＋165.
0
243.9

回答下列问题：
(1)反应CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)的ΔH＝________kJ·mol－1。
(2)在初始阶段，甲烷蒸汽重整的反应速率________甲烷氧化的反应速率(填“大于”“小于”或“等于”)。
(3)对于气相反应，用某组分(B)的平衡压强(pB)代替物质的量浓度(cB)也可表示平衡常数(记作Kp)，则反应CH4(g)＋H2O(g)CO(g)＋3H2(g)的Kp＝________，随着温度的升高，该平衡常数________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)从能量角度分析，甲烷自热重整方法的先进之处在于____________________________________________________
____________________
________________________________________________________________________。
(5)在某一给定进料比的情况下，温度、压强对H2和CO物质的量分数的影响如下图：


①若要达到H2物质的量分数＞65%、CO物质的量分数＜10%，以下条件中最合适的是________。
A．600 ℃，0.9 MPa　　　B．700 ℃，0.9 MPa
C．800 ℃，1.5 MPa  D．1 000 ℃，1.5 MPa
②画出600 ℃，0.1 MPa条件下，系统中H2物质的量分数随反应时间(从常温进料开始计时)的变化趋势
示意图：


(6)如果进料中氧气量过大，
最终导致H2物质的量分数降低，原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
【解析】　(1)由题给信息知：①CH4(g)＋H2O(g)===CO(g)＋3H2(g)　ΔH＝＋206.2 kJ·mol－1；
②CH4(g)＋2H2O(g)===CO2(g)＋4H2(g)　ΔH＝＋165.0 kJ·mol－1。根据盖斯定律，由②－①可得CO(g)＋H2O(g)===CO2(g)＋H2(g)　ΔH＝(＋165.0 kJ·mol－1)－(＋206.2 kJ·mol－1)＝－41.2 kJ·mol－1。
(2)甲烷氧化的反应为放热反应，甲烷蒸汽重整的反应为吸热反应，初始阶段，甲烷氧化反应的活化能低于甲烷蒸汽重整反应的活化能，故前者反应速率较后者快。
(3)据题中Kp的描述可知，Kp＝。温度升高，平衡正向移动，Kp增大。
(4)分析表中反应的焓变可知，甲烷氧化放出热量，为甲烷蒸汽重整提供所需能量。
(5)①由图可知：

达到H2物质的量分数＞65%时



压强
0.1 MPa
0.9 MPa
1.5 MPa

温度
≥530 ℃
≥675 ℃
≥7
20 ℃



达到CO物质的量分数＜10%时



压强
0.1 MPa
0.9 MPa
1.5 MPa

温度
≤670 ℃
≤710 ℃
≤750 ℃

综合分析可知，同时满足H2物质的量分数＞65%，CO物质的量分数＜10%时，可选择0.1 MPa时530～670 ℃或0.9 MPa时675～710 ℃，但前者压强小，温度低，反应速率慢，所以B项最符合要求。
②刚开始常温进料时，n(H2)为0，则H2物质的量分数为0；随着反应的进行，H2物质的量分数逐渐增大，达到平衡时，H2物质的量分数为70%，如下图所示：


(6)进料中O2量过大，甲烷氧化反应的程度增大，或H2与O2发生反应等因素，都可能
会引起H2物质的量分数降低。
【答案】　(1)－41.2　(2)小于
(3)　增大
(4)系统内强放热的甲烷氧化反应为强吸热的蒸汽重整反应提供了所需的能量(其他合理答案均可)
(5)①B　②如下图所示


(6)甲烷氧化程度过高，氢气和氧气反应(其他合理答案均可)
24．(9分)(2012·北京高考)用Cl2生产某些含氯有机物时会产生副产物HCl。利用反应A，可
实现氯的循环利用。
反应A：4HCl＋O22Cl2＋2H2O
(1)已知：
ⅰ.反应A中， 4 mol HCl被氧化，放出115.6 kJ的热量。
ⅱ.


①H2O的电子式是________。
②反应A的热化学方程式是________________________________________________________
________________。
③断开1 mol HO键与断开 1 mol HCl键所需能量相差约为________kJ，H2O中HO键比HCl中HCl键(填“强”或“弱”)________。
(2)对于反应A，下图是在4种投料比[n(HCl)∶n(O2)，分别为1∶
1、2∶1、4∶1、6∶1]下，反应温度对HCl平衡转化率影响的曲线。


①曲线b对应的投料比是________。
②当曲线b、c、d对应的投料比达到相同的HCl平衡转化率时，对应的反应温度与投料比的关系是________。
③投料比为2∶1、温度为400 ℃时，平衡混合气中Cl2的物质的量分数是________。
【解析】　(1)①H2O为共价化合物，其电子式为HH。②根据4 mol HCl被氧化放出115.6 kJ的热量，又结合反应条件为400℃，故其热化学方程
式为4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.6 kJ/mol。③根据②的热化学反应方程式和O2、Cl2的键能可知，断裂4 mol HCl键与1 mol OO键需吸收的能量比生成2 mol ClCl键和4 mol OH键放出的能量少115.6 kJ，故4 mol OH键的键能比4 mol Cl－H键的键能大：115.6 kJ＋498 kJ－2×243 kJ＝127.6 kJ，故断开1 mol HO键与断开1 mol HCl键所需能量相差约为127.6 kJ÷4≈32 kJ；根据OH键键能大于HCl键键能可知，OH键比HCl键强。
(2)①根据O2越多HCl的转化率越大，可知a、
b、c、d曲线的投料比分别为6∶1、4∶1、2∶1、1∶1。②根据曲线可知，当
b、c、d曲线HCl达到相同转化率时，投料比越高，对应的反应温度越低。
③设n(HCl)＝2 mol，n(O2)＝1 mol，根据反应曲线可知，当温度为400℃时，HCl的转化率为80%，则有：
4HCl　＋　O22Cl2　＋　2H2O　　
开始：　2 mol　　　1 mol　　　0　　　　　0
变化：　1.6 mol　　0.4 mol　 0.8 mol　0.8 mol
平衡：　0.4 mol　　0.
6 mol　 0.8 mol　0.8 mol
因此平衡混合气中Cl2的物质的量分数是×100%≈30.8%。
【答案】　(1)①HH
②4HCl(g)＋O2(g)2Cl2(g)＋2H2O(g)　ΔH＝－115.6 kJ/mol　③32　强
(2)①4∶1　②投料比越高，对应的反应温度越低　③30.8%