- 焓变、反应热
- 共2059题
合成氨工业用氢和氮在催化剂作用下直接合成，下表表示在一定温度和压强作用下达到动态平稳时氨的含量。
达到平稳时混合气体中氨的含量（体积百分比）（氮气和氢气的体积比是1：3）
右图是一透热性能很好的坚固容器，活塞C可左右移动。其总体积为44.8L，现将400℃、300大气压的氢气33.6L和400℃、
300大气压的氮气11.2L充入容器中，当两者反应达到动态平稳
时，若保持混合气体的温度和压强仍为400℃和300大气压，求：
(1)容器是向外界放热，还是吸热？为什么？
（2）试计算充入容器中氮气质量是多少克？
（3）活塞C要向左侧移动的距离与容器全长之比是多少？
正确答案
(1)该反应是放热反应，若保持反应时温度不变，容器必须向外界放热.
(2) 1.7×103g
(3)活塞C向左移动距离与活塞全长之比为
(1)由表中查出在400oC、300大气压条件下氢、氮混合达到动态平衡时的氨的含量为47%。
氢和氮反应方程如下
N2+3H2
该反应是放热反应，若保持反应时温度不变，容器必须向外界放热.
(2)因为
所以V0=
m=
(3)动态平衡时氢和氮的含量均为53%,其总体积为V'=(33.6+11.2)×0.53=23.74L
反应后生成氨的体积为
V"=(33.6+11.2)×0.47÷2=10.53L
则反应后总体积为
V=V'+V"=34.72L
活塞C向左移动距离与活塞全长之比为
煤作为燃料有两种途径：
Ⅰ.C(s)＋O2(g)===CO2(g) ΔH1<0
Ⅱ.C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g) ΔH2>0
2CO(g)＋O2(g)===2CO2(g)
2H2(g)＋O2(g)===2H2O(g) ΔH4<0
请回答：(1)途径Ⅰ放出的热量________途径Ⅱ放出的热量(填“>”、“<”或“＝”)。
(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4之间关系的数学表达式是________________。
正确答案
(1)＝ (2
略
（共12分）碘在科研与生活中有重要应用。某兴趣小组用0.50mol·L-1KI、0.2％淀粉溶液、0.20mol·L-1K2S2O8、0.10mol·L-1Na2S2O3等试剂，探究反应条件对化学反应速率的影响。
已知：S2O82-+2I-==2SO42- +I2（慢） I2+2 S2O32-==2I-＋S4O62-（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成为蓝色。为确保能观察到蓝色，S2O32-与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为：n(S2O32-):n(S2O82-)_______。
（2）为探讨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：
表中Vx=_______________mL，理由是___________________。
（3）已知某条件下，浓度c(S2O82-)～反应时间t的变化曲线如图13，若保持其他条件不变，请在答题卡坐标图中，分别画出降低反应温度和加入催化剂时c(S2O82-)～t的变化曲线示意图（进行相应地标注）
（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） △H
已知：4Li（s）+O2（g）=2Li2O（s） △H1
4LiI（s）+O2（g）=2I2（s）+2Li2O（s） △H2
则电池反应的△H=_______________。
正确答案
（共12分）(1) Na2S2O3（1分），<2 （2分）
(2) 2（1分） 保证反应物K2S2O8浓度改变，而其他的不变，才到达实验目的（2分）
(3) （4分，文字和线画对各给1分）
试题分析：（1）由于Na2S2O3能被单质碘氧化，即Na2S2O3是消耗单质碘的，所以当溶液中的Na2S2O3耗尽后，溶液颜色将由无色变成为蓝色。为确保能观察到蓝色，则Na2S2O3应该是不足的，所以根据反应的方程式可知，恰好反应时，S2O32-与S2O82-的物质的量之比是2︰1，因此为确保能观察到蓝色，S2O32-与S2O82-初始的物质的量需满足的关系为n(S2O32-):n(S2O82-)＜2︰1。
（2）由于要保证保证反应物K2S2O8浓度改变，而其他的不变，才到达实验目的，所以根据实验中的数据可知，溶液的总体积是20ml，因此Vx＝20ml－8.0ml－4.0ml－4.0ml－2.0ml＝2.0ml。
（3）降低温度反应速率降低，则需要的反应时间增加。催化剂能加快反应速率，需要的反应时间减少，所以正确的图像是（见答案）。
（4）根据盖斯定律可知，（①－②）÷2即得到反应2Li（s）+I2（s）=2LiI（s），所以该反应的△H＝(△H1-△H2)/2。
点评：该题属于中等难度的试题，重点考查学生对化学基本概念的熟练掌握程度、以及灵活运用所学知识解决实际问题的能力。
家用液化气的主要成分之一是丁烷，试写出表示丁烷燃烧热的热化学方程式：
（查阅资料：丁烷的燃烧热为---2900kJ/mol。）
（1）
（2）已知：C（s）＋O2（g）＝CO2（g）；ΔH＝－393.5 kJ/mol；
2H2（g）＋O2（g）＝2H2O（g）；ΔH＝－483.6 kJ/mol，现有0.2 mol的炭粉和氢气组成的悬浮气，且混合物在氧气中完全燃烧，共放出63.53 kJ热量，则混合物中C与H2的物质的量之比为
正确答案
（1）C4H10（g）+13/2O2（g）＝4CO2（g）+5H2O（l） △H＝-2900kJ/mol
（2）1：1
（1）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，所以反应的热化学方程式为
C4H10（g）+13/2O2（g）＝4CO2（g）+5H2O（l） △H＝-2900kJ/mol。
（2）设混合物中C为xmol，H2为（0.2-x）mol，依题意有：393.5 kJ/mol ×xmol+241.8kJ/mol ×（0.2-x）mol ＝63.53 kJ x＝0.1，则混合物中C与H2的物质的量之比为1：1。
能源危机当前是一个全球性问题，开源节流是应对能源危机的重要举措。
(1)下列做法有助于能源“开源节流”的是 (填字母)。
a. 大力发展农村沼气，将废弃的秸秆转化为清洁高效的能源
b. 大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求
c. 开发太阳能、水能、风能、地热能等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料
d. 减少资源消耗,增加资源的重复使用、资源的循环再生
(2)金刚石和石墨均为碳的同素异形体，它们在氧气不足时燃烧生成一氧化碳，在氧气充足时充分燃烧生成二氧化碳，反应中放出的热量如图所示。
(a)在通常状况下,金刚石和石墨相比较, (填”金刚石”或”石墨”)更稳定，石墨的燃烧热为 。
(b)12 g石墨在一定量空气中燃烧,生成气体36 g，该过程放出的热量为 。
(3)已知：N2、O2分子中化学键的键能分别是946 kJ ▪mol-1、497 kJ ▪mol-1。
N2 (g)+ O2 (g)="==" 2 NO (g) H="+180.0" kJ ▪mol-1。
NO分子中化学键的键能为 kJ ▪mol-1。
(4)综合上述有关信息，请写出用CO除去NO的热化学方程式： 。
正确答案
(1)acd (2)石墨 -393.5 kJ ▪mol-1 252.0 kJ (3)631.5
(4)2NO(g)+2CO(g)="==" N2(g)+ 2CO2 (g) △H=－746.0 kJ ▪mol-1
（1）煤、石油、天然气都是化石燃料，是不可再生的，所以大力开采煤、石油和天然气以满足人们日益增长的能源需求是错误的，不可取的，其余都是正确的，答案选acd。
（2）（a）根据图像可知，金刚石的总能量大于石墨的，所以石墨比金刚石稳定。燃烧热是在一定条件下，1mol可燃物完燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量，所以根据图像可以看出石墨的燃烧热是110.5kJ/mol＋283.0kJ/mol＝393.5kJ/mol。
（b）12g石墨完全生成CO2，质量是44g，完全生成CO是28g，所以36g气体是混合气。设CO2和CO的物质的量分别是x和y，则x＋y＝1mol、44x＋28y＝36g，解得x＝y＝0.5mol，所以实际放出的热量是0.5mol×（110.5kJ/mol＋393.5kJ/mol）＝252.0kJ。
（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946kJ/mol＋497kJ/mol－2x＝＋180.0kJ/mol，解得x＝631.5kJ/mol，即NO分子中化学键的键能为631.5kJ/mol。
（4）根据图像可知①2CO(g)＋O2 (g)="==" 2CO2 (g) △H=－566kJ/mol，又因为②N2 (g)+ O2 (g)="==" 2 NO (g) H="+180.0" kJ ▪mol-1，所以根据盖斯定律可知，①－②即得到2NO(g)+2CO(g)="==" N2(g)+ 2CO2 (g)，所以反应热△H=－566kJ/mol－180kJ/mol＝－746.0 kJ ▪mol-1。
扫码查看完整答案与解析