化学：热化学方程式经典例题

碳、氮元素及其化合物与人类的生产生活密切相关．试回答下列有关问题：
（1）下图是1molNO₂和1molCO反应生成CO₂和NO过程中能量变化示意图，请写出NO₂和CO反应的热化学方程式______．

（2）NH₃极易溶于水，其水溶液俗称氨水．用水稀释0.1mol•L^-1的氨水，溶液中随着水量的增加而减小的是______（填序号）．
A．

c(N H +4 )•c(OH-)

c(NH3•H2O)

 B．

c(NH3•H2O)

c(OH-)

C．c（H⁺）•c（OH^-） D．

c(OH-)

c(H+)

（3）标准状况下，将1.12LCO₂通入100mL1mol•L^-1的NaOH溶液中，所得溶液中离子浓度由大到小的顺序为______；
（4）在固定体积的密闭容器中，进行如下化学反应：N₂（g）+3H₂（g）⇌2NH₃（g）．当反应达到平衡时不断改变条件（不改
变N₂、H₂和NH₃的量），下图表示反应速率与反应过程的关系，其中表示平衡混合物中NH₃的含量最高的一段时间是______．

（5）甲烷燃料电池中发生的化学反应为：CH₄+2O₂=CO₂+2H₂O，该电池的电解质溶液为H₂SO₄溶液，写出其负极的电极反应式______．
答案 : （1）该反应的焓变△H=E₁-E₂=134KJ/mol-368KJ/mol=-234KJ/mol，
所以热化学方程式为NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1，
故答案为：NO₂（g）+CO（g）=CO₂（g）+NO（g）△H=-234kJ•mol^-1；
（2）A、当稀释氨水时，在水分子的作用下促进氨水的电离，所以氨根离子的浓度降低，K_电离=

C(NH4+)C(OH-)

C(NH3．H2O)

，温度不变，电离平衡常数不变，故A错误；
B、因

c(NH3•H2O)

c(OH-)

=

n(NH3•H2O)

n(OH-)

，水稀释0.1mol/L氨水时，溶液中随着水量的增加，由NH₃．H₂OOH^-+NH₄⁺可知，n（OH^-）增大，但溶液的体积增大的多，所以c（OH^-）减小，促进了氨水的电离，n（NH₃．H₂O）减少，c（NH₃．H₂O）减少，n（OH^-）增大，n（NH₃．H₂O）减少，所以比值变小，故B正确；
C、因温度不变，水的离子积K_W=c（H⁺）•c（OH^-）不变，故C错误；
D、温度不变，水的离子积不变，当稀释氨水时，溶液中氢氧根的浓度减小，氢离子的浓度增加，所以

C(OH-)

C(H+)

减小，故D正确；
故答案为：BD；
（3）由CO₂ +2NaOH═Na₂CO₃+H₂O
0.05mol0.1mol0.05mol
所以产物为0.05molNa₂CO₃，因CO₃^2-水解，溶液呈碱性，溶液呈碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），盐水解程度较小，则c（CO₃^2-）＞c（OH^-），水中OH^-来源于CO₃^2-水解及水的电离，则（OH^-）＞c（HCO₃^-），水的电离程度很小c（HCO₃^-）＞c（H⁺），所以c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
（4）由图2可知，t₁-t₂时应为升高温度使逆反应速率增大，化学平衡逆向移动，NH₃的含量减少；t₂-t₃时为平衡状态，含量不变；t₃-t₄时应为催化剂对化学反应的影响，反应速率增大，但化学平衡不移动；t₄-t₅时应为减小压强对反应的影响，减小压强化学平衡逆向移动，NH₃的含量减少，即t₀-t₁时NH₃的含量最大，故答案为：t₀-t₁；
（5）甲烷燃料电池中，正极的电极反应式为：O₂+4e^-+4H⁺═2H₂O，总反应式减去正极反应式得负极反应式：CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺，故答案为：CH₄+2H₂O-8e^-=CO₂+8H⁺；
临湘一中食堂以前烧煤，经过改造现在烧天然气，使校园环境有了很大的改善．天然气的主要成分是甲烷，若2克甲烷完全燃烧可放出QKJ的热量，请写出能表示甲烷燃烧热的热化学方程式______．
答案 : 2g甲烷完全燃烧生成液态水时放出QkJ热量，1mol甲烷16g燃烧发生反应放热8QkJ；反应的热化学方程式为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-8QkJ/mol；
故答案为：CH₄（g）+2O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-8QkJ/mol；