- 焓变、反应热
- 共2059题
(14分)丙烷在燃烧时能放出大量的热,它也是液化石油气的主要成分,作为能源应用于人们的日常生产和生活。
已知:
(1)反应
(2)现有1mol C3H8在不足量的氧气里燃烧,生成1mol CO和2mol CO2以及气态水,将所有的产物通入一个固定体积为1L的密闭容器中,在一定条件下发生如下可逆反应:
①下列事实能说明该反应达到平衡的是
a.体系中的压强不发生变化
b.
c.混合气体的平均相对分子质.量不发生变化
d.CO2的浓度不再反生变化
②5min后体系达到平衡,经测定,H2为0.8mol,则v(H2)= 。
③向平衡体系中充入少量CO则平衡常数___ _(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(3)依据(1)中的反应可以设计一种新型燃料电池,一极通入空气,另一极通入丙烷气体;燃料电池内部是熔融的掺杂着氧化钇(Y2O3)的氧化锆(ZrO2)晶体,在其内部可以传导O2—。在电池内部O2—由__ __极移向___ _极(填“正”或“负”);电池的正极电极反应式为 。
(4)用上述燃料电池用惰性电极电解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液。电解开始后阴极的现象为____ 。
正确答案
(1) -2219.9kJ/mol(2分)
(2)①bd(2分) ②0.16 mol/(L·min) (2分) ③不变(2分)
(3)正、负(2分) O2+ 4e- ="2" O2- (2分)
(4)有大量无色气泡(或气体)产生,并且有白色沉淀产生 (2分)
试题分析:(1)根据盖斯定律,此反应的反应热。
(2)①判断反应是否达到平衡状态,主要看正逆反应速率是否相等。因此答案为bd。
②
③平衡常数只受温度的影响,加入CO,会影响平衡的移动,但不改变平衡常数,故平衡常数不变。
(3)电池的正极反应式为O2+4e- =2O2-,故在电池内部O2—由正极移向负极。
(4)用惰性电极电解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液时,阴极上放电的离子为氯离子,因此可观察到的现象为产生气泡,并有白色沉淀生成。
点评:本题是对电化学及热化学的综合考查,属于能力提升题。也是高考中常考的综合题。复习备考过程中,学生应特别注意加强对这类题型的训练。解题的关键在于知识的综合应用。
平衡是化学反应原理中的重要内容。按要求回答下列问题:
(1)已知:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH1 平衡常数为K1
2NO(g)+O2(g)2NO2(g) ΔH2 平衡常数为K2
则反应NO2(g)+SO2(g)SO3(g)+NO(g)的ΔH="______" (用ΔH 1和ΔH 2表示);此反应该温度下的平衡常数K=______(用K1和K2表示)。
(2)已知A(g)+B(g) C(g)+D(g),该反应在3L密闭容器中,在两种不同的条件下进行反应,A、B的起始物质的是分别为3.0mol和6.0mol,其中实验I的条件为T1℃。A的物质的量随时间的变化如图所示。
①实验Ⅱ可能改变的条件是_______________。
②T1℃时该反应的平衡常数为_____(用分数表 示),达到平衡时,A的反应速率为____。
(3)已知HCN溶液的电离平衡常数Ka=10-5mol•L-1,c平衡(HCN)≈c起始(HCN),水的电离可不计,则此温度下0.1 mol•L-1的HCN溶液的pH=_________。
(4)对于0.1mol•L-1 Na2CO3溶液,该溶液中离子浓度由大到小的顺序是______,向该溶液中加水稀释的过程中,c(H2CO3)逐渐____(填“增大”“不变”或“减小”, 下同) ,c(H2CO3)/ c(CO32-)逐渐______。
正确答案
(1) (ΔH1-ΔH2) /2 ;(K1/K2)1/2(只要表示方式正确均给分)
(2)①加压,加催化剂(2分,少一种扣1分,错一种倒扣1分);
②9/14(3分,有单位的扣1分);0.012 mol•L-1•min-1(单位错误或不写单位均扣1分。)
(3)3;
(4)c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)(;减小(1分),增大(1分)(没有按要求填写的不得分,如“增加”等)。
试题分析:(1)第一个反应计量数同除以2,第二个反应的逆反应计量数同除以2,相加可得要求的反应,根据盖斯定律,∆H=-1/2∆H1—1/2∆H2= (ΔH1-ΔH2) /2 ;分步反应加和,平衡常数为相乘,系数变化的倍数为指数,则K=(K1/K2)1/2
(2)①反应II反应速率加快,但平衡时A的物质的量不变,说明平衡不移动,因为该反应气体的系数不变,所以可能改变的条件是:加压,加催化剂
②根据“三段式”进行计算:A(g)+B(g) C(g)+D(g)
初始浓度(mol•L‾1) 1 2 0 0
初始浓度(mol•L‾1) 0.6 0.6 0.6 0.6
初始浓度(mol•L‾1) 0.4 1.4 0.6 0.6
平衡常数=0.6mol/L×0.6mol/L÷(0.4mol/L×1.4mol•L‾1)= 9/14;
A的反应速率="0.6" mol/L÷40min=0.012 mol•L-1•min-1
(3)HCN的电离方程式为:HCN H++ CN-,因为水的电离可不计,所以H+浓度等于CN-浓度,则电离平衡常数K a=c2(H+)÷0.1mol•L‾1=10-5mol•L-1,解得c(H+)=10-3mol•L-1,pH=—lgc(H+)=3。
(4)Na2CO3为弱酸强碱盐,CO32‾发生水解反应,第一步反应为:CO32‾+H2O HCO3‾+OH‾,所以离子浓度由大到小的顺序是:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+);向该溶液中加水稀释的过程中,溶液的体积逐渐变大,所以c(H2CO3)逐渐减小;加水稀释,水解平衡向右移动,所以c(H2CO3)/ c(CO32-)逐渐增大。
(10分)为了合理利用化学能,确保安全生产,化工设计需要充分考虑化学反应的反应热,并采取相应措施。化学反应的反应热通常用实验进行测定,也可进行理论推算。
(1)今有如下两个热化学方程式:则a b(填>, =" ," <)
H2(g)+O2(g) = H2O(g) ΔH1=a kJ·mol-1
H2(g)+O2(g) = H2O(l) ΔH2=b kJ·mol-1
(2)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键的破坏和生成物的化学键的形成过程。在化学反应过程中,拆开化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
化学键
H-H
N-H
N≡N
键能/kJ·mol-1
436
391
945
已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=a kJ·mol-1。试根据表中所列键能数据估算a 的值:_______________。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的反应热进行推算。
已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) △H1=-393.5kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H2=-571.6kJ·mol-1
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H3=-2599kJ·mol-1
根据盖斯定律,计算298K时由C(s)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的反应热
△H =______________________。
正确答案
(10分 (1) >(2分) (2) -93(4分) (3) 226.7 kJ·mol-1(4分)
略
(15分)甲醇(CH3OH)是一种重要的化工原料,广泛应用于化工生产,也可以直接用做燃料。已知
CH3OH(1) + O2(g) =" CO(g)" + 2H2O(g) ; △Ha = -443.64 kJ·mol-1
2CO (g) + O2(g) = 2CO2(g) ; △Hb =-566.0 kJ·mol-1
(1)试写出CH3OH(1)在氧气中完全燃烧生成CO2和H2O(g)的热化学方程式:
(2)甲醇作为燃料,它的优点是燃烧时排放的污染物少,从而不仅能缓解能源紧张和温室效应的问题,还能改善大气质量。试利用(1)中的热化学方程式计算,完全燃烧20g甲醇,生成二氧化碳和水蒸汽时,放出的热量为 kJ ,生成的CO2气体标准状况下体积是 L
(3)科研人员新近开发出一种由甲醇和氧气以强碱做电解质溶液的新型手机电池,可使手机连续使用一个月才充一次电,据此回答下列问题:
甲醇在 极反应;电极反应式为 。
(4)利用电池可实现电能向化学能转化。某同学设计了一种电解法制取Fe(OH)2的实验装置(如下图所示),通电后,溶液中产生大量的白色沉淀,且较长时间不变色。下列说法中正确的是 (填序号)
A.电源中的a一定为正极,b一定为负极
B.可以用NaCl溶液作为电解液
C.A、B两端都必须用铁作电极
D.阴极发生的反应是:2H+ + 2e-→H2↑
若将所得Fe(OH)2沉淀暴露在空气中,其颜色变化是 ,反应的化学方程式为 。
正确答案
(15分)(1)2CH3OH(1) +3O2(g) = 2CO2(g) + 4H2O(g);△H =-1453.28kJ·mol-1
(2)454.15; 14
(3)负; CH3OH + 8OH--6e-= CO32-+ 6H2O
(4)B、D ;白色沉淀迅
速变成灰绿色,最终变成红褐色;
4Fe (OH)2+ O2+ 2H2O = 4Fe (OH)3
略
(15分)
(1)已知:2SO2(g)+ O2 (g) 2SO3 (g) △H =-196.6kJ·mol-1
2NO(g)+ O2 (g) 2NO2 (g) △H =-113.0kJ·mol-1
则反应NO2(g)+ SO2 (g) SO3 (g) +NO(g)的△H =______kJ·mol-1
一定条件下,将NO2与SO2按体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反应达到平衡状态的是______。
a.体系压强保持不变
b.混合气体颜色保持不变
c.SO3与NO的体积比保持不变
d.每消耗1molSO3的同时生成1molNO2
(2)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+ 2H2 (g) CH3OH (g)。CO在不同温度下的平衡转化率与压强的关系如右图所示。该反应△H _____0(填“>”或“<”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,
选择此压强的理由是 ________。
(3)甲醇(CH3OH)燃料电池的结构示意图如右上。甲醇进入 极(填“正”或“负”),正极发生的电极反应为 。
(4)101 kPa时,若16 gCH3OH完全燃烧生成液态水,放出热量
为363.25 kJ/mol,则甲醇燃烧的热化学方程式为 。
正确答案
(1)-41.8;b;(各2分)
(2)<;在1.3×104kPa下,CO的转化率已较高,再增大压强CO的转化率提高不大,而生产成本增加得不偿失(各2分)
(3)负 O2 + 4H+ + 4e-="==" 2H2O (各2分)
(4)CH3OH(l) + 3/2 O2(g) ="==" CO2(g) + 2H2O(l) △H ="-726.5" kJ/mol(3分)
略
扫码查看完整答案与解析