- 焓变、反应热
- 共2059题
工业合成氨的反应N2＋3H2＝ 2NH3的能量变化如下图所示，请回答有关问题：
（1）．合成 1 mol NH3(l) ____________（填“吸收”、“放出”）_____________kJ的热量。
（2）．已知：拆开 lmol H—H 键、lmol N－H 键、lmol N≡N 键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ。则上图中的ａ＝_______________kJ；1 mol N2(g) 完全反应生成NH3(g)产生的能量变化为 ______KJ。
（3）．推测反应 2NH3(l)＝ N2(g)＋3H2(g) 比反应 2NH3 (g)＝ N2(g)＋3H2(g)______________（填“吸收”、“放出”）的热量_____________（填“多”、“少”）。
正确答案
（1）放出 b+c-a
（2）1127 92
（3）吸收 多
略
（1）生产水煤气过程中有以下反应：①C(s)＋CO2(g)2CO(g) ΔH1；
②CO(g)＋H2O(g) 
③C(s)＋H2O(g)
上述反应ΔH3与ΔH1、ΔH2之间的关系为__________________________________。
（2）将CH4转化成CO，工业上常采用催化转化技术，其反应原理为
2CH4(g)＋3O2(g)
ΔH＝－1 038 kJ·mol－1。
工业上要选择合适的催化剂，分别对X、Y、Z三种催化剂进行如下实验(其他条件相同)：
①X在750 ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
②Y在600 ℃时催化效率最高，能使正反应速率加快约3×105倍；
③Z在440 ℃时催化效率最高，能使逆反应速率加快约1×106倍；
根据上述信息，你认为在生产中应该选择的适宜催化剂是________(填“X”或“Y”或“Z”)，选择的理由是________________________________________________________；
（3）请画出（2）中反应在有催化剂与无催化剂两种情况下反应过程中体系能量变化示意图，并进行必要标注。
正确答案
（1）ΔH3＝ΔH1＋ΔH2
（2）Z 催化效率最高其活性温度低，节能(或催化活性高、速度快、反应温度低)
（3）
（1）①C(s)＋CO2(g) 
②CO(g)＋H2O(g)
两式相加
C(s)＋H2O(g)
（2）选择催化剂，应看温度和催化效率，Z的催化效率最高时，温度低，且速率快，所以Z合适。（3）画图时，应注意在有催化剂时，反应物、生成物的总能量不变，ΔH不变，活化能减少。
（本题共10分）白磷、红磷是磷的两种同素异构体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足是生成P4O10。
（1）已知298K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为：
P4(s,白磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1=" -2983.2" kJ•mol-1,
P(s，红磷)+ 5/4O2(g)="1/4" P4O10(s) ΔH2=" -738.5" kJ•mol-1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为 。
（2）已知298K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s,白磷)+3O2(g)=P4O6(s) ΔH= -1638kJ•mol-1。在某密闭容器中加入62g白磷和50.4L氧气（标准状况下），控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10和P4O6的物质的量之比为 ，反应过程中放出的热量为为 。
（3）已知白磷和PCl3的分子结构如图所示，现提供以下的化学键的键能（KJ／mol）:P-P 198，Cl-Cl 243，P-Cl 331。
则反应P4(s,白磷)+6Cl2(g)=4PCl3(s)的反应热ΔH = 。
正确答案
（本题共10分）P4(s,白磷) = 4P(s，红磷) ΔH= －29.2 kJ•mol-1（2分）
（2）3:1 （3分） ；1323.45 kJ （2分）（3）-1326kJ•mol-1（3分）
（1）根据盖斯定律可知，①－②×4即得到P4(s,白磷) = 4P(s，红磷) ，所以ΔH=－2983.2 kJ•mol-1＋738.5 kJ•mol-1×4＝－29.2 kJ•mol-1。
（2）设所得到的P4O10和P4O6的物质的量分别是x和y。50.4L氧气（标准状况下）是2.25mol，62g白磷是0.5mol，则x＋y＝0.5mol、3y＋5x＝2.25，解得x＝0.375mol，y＝0.125mol，所以二者的物质的量之比是3︰1；最终放出的热量是2983.2 kJ•mol-1×0.375mol＋1638kJ•mol-1×0.125mol＝1323.45kJ。
（3）反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值，所以该反应的反应热是198kJ/mol×6＋6×243kJ/mol－4×3×331kJ/mol＝－1326kJ/mol。
工业上合成氨的热反应方程式如下：N2(g)+3H2(g)
（1）若已知破坏1mol
（2）在恒温恒压的条件下，将2mol N2和6molH2通入一容积可变的容器中反应，达到平衡后气体的体积为反应前的75%，则该过程释放的能量为 kJ，氮气的转化率为 ，平衡后氨气占混合气体的体积分数为 。
（3）若将1mol N2和1molH2通入两个相同体积的密闭容器甲和乙中，甲容器保持温度和体积不变，乙容器保持温度和压强不变，经过一段时间后，两容器均达到平衡状态。
①建立平衡所需的时间：甲 乙（填“＞”,“＜”或“＝”）
②达到平衡后氨气的体积分数：甲 乙（填“＞”,“＜”或“＝”）
正确答案
（1） 391（2） 92；50%；
试题分析：（1）因反应热等于反应物的总键能减去生成物的总键能，设N－H键能为 xkJ/mol，则945.6kJ/mol＋3×436 kJ/mol－6×x kJ/mol＝－92.2kJ/mol，解得x＝391。
（2） N2(g)+3H2(g)
起始量（mol） 2 6 0
转化量（mol） x 3x 2x
平衡量（mol） 2－x 6－3x 2x
则根据达到平衡后气体的体积为反应前的75%可知
解得x＝1
所以该过程释放的能量为92kJ
氮气的转化率为
平衡后氨气占混合气体的体积分数为
（3）①根据方程式N2(g)+3H2(g)
②正方应是体积减小的可逆反应，因此压强大有利于平衡向正反应方向移动，氨气的体积分数增大，所以达到平衡后氨气的体积分数：甲＜乙。
(15分)依据事实，写出下列反应的热化学方程式。
(1)1molN2(气态)与适量H2 (气态)起反应，生成 NH3(气态)，放出92.2 kJ的热量；
(2)卫星发射时可用N2H4为燃料。1molN2H4(气态)在O2 (气态)中燃烧，生成N2 (气态)和H2O(气态)，放出534kJ的热量；
(3).在101kPa时，4.0g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2，放出37kJ的热量,S的燃烧热为______，S燃烧的热化学方程式为_____ _。
正确答案
(共15分)
(1)N2(g) +3H2(g) ="=" 2NH3(g)；ΔH =" -99.2" kJ/mol
(2)N2H4(g) + O2(g) ="=" N2(g) + 2H2O(g)；ΔH = -534kJ/mol
(3)296 kJ/mol S(s) + O2(g)
考查热化学方程式的书写及反应热的有关计算等。热化学方程式是表示化学反应与反应热关系的方程式。书写和应用热化学方程式时必须注意以下几点：
①明确写出反应的计量方程式，各物质化学式前的化学计量系数可以是整数，也可以是分数。
②各物质化学式右侧用圆括弧（）表明物质的聚集状态。可以用g、l、s分别代表气态、液态、固态。固体有不同晶态时，还需将晶态注明，例如S（斜方），S（单斜），C（石墨），C（金刚石）等。溶液中的反应物质，则须注明其浓度，以aq代表水溶液，(aq) 代表无限稀释水溶液。
③反应热与反应方程式相互对应。若反应式的书写形式不同，则相应的化学计量系数不同，故反应热亦不同。
④热化学方程式必须标明反应的浓度、温度和压力等条件，若在常温常压时可省略。
（1）1molN2(气态)与适量H2 (气态)起反应，生成 NH3(气态)，放出92.2 kJ的热量，所以该反应的热化学方程式是N2(g) +3H2(g) ="=" 2NH3(g) ΔH =" -99.2" kJ/mol。
（2）1molN2H4(气态)在O2 (气态)中燃烧，生成N2 (气态)和H2O(气态)，放出534kJ的热量，所以该反应的热化学方程式是N2H4(g) + O2(g) ="=" N2(g) + 2H2O(g) ΔH = -534kJ/mol。
（3）燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，4.0g硫粉在O2中完全燃烧生成SO2，放出37kJ的热量，则1mol硫粉在O2中完全燃烧生成SO2，放出的热量是37kJ×32/4＝296 kJ，所以S的燃烧热是296 kJ/mol，该反应的热化学方程式是S(s) + O2(g)
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