- 焓变、反应热
- 共2059题
用“>”、“<”或“=”填空:
(1)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),光照和点燃条件的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,ΔH1______ΔH2;
(2)相同条件下,2mol氢原子所具有的能量 1mol氢分子所具有的能量;
(3)已知常温时红磷比白磷稳定,比较下列反应中ΔH的大小:ΔH1_____ΔH2。
①4P(白磷,s) +5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1,②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2;
(4)已知:101 kPa时,2C(s) +O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1,则碳的燃烧热数值 110.5 kJ·mol-1;
(5)已知:稀溶液中,H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol,则浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出的热量 57.3 kJ;
(6)可逆反应:aA(气)+bB(气)cC(气)+dD(气);ΔH=Q,根据图回答:
P1 ______ P2;②(a+b)______(c+d);③t1℃______ t2℃。
正确答案
(16分)(1)=;(2)>;(3)<;(4)>;(5)>;(6)①< ②< ③>
试题分析:(1)根据盖斯定律可知,反应热只与反应物和生成物的始态与终态有关系,而与反应条件无关系,所以ΔH1=ΔH2;
(2)断键是吸热的,而形成化学键是放热的,因此相同条件下,2mol氢原子所具有的能量>1mol氢分子所具有的能量;
(3)常温时红磷比白磷稳定,这说明白磷的总能量高于红磷的总能量,所以白磷转化为红磷是放热反应。根据盖斯定律可知,①-②即得到反应4P(白磷,s)=4P(红磷,s),则该反应的反应热△H=ΔH1-ΔH2<0,所以ΔH1<ΔH2;
(4)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。由于碳完全燃烧放出的热量高于碳不完全燃烧放出的热量,所以根据热化学方程式2C(s) +O2(g)=2CO(g) ΔH=-221kJ·mol-1可知,碳的燃烧热数值>110.5 kJ·mol-1;
(5)中和热是在一定条件下,稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量。由于浓硫酸溶于水放出热量,所以根据方程式H+(aq)+OH- (aq)=H2O(l) ΔH=-57.3kJ/mol可知,浓硫酸与稀NaOH溶液反应生成1 mol水,放出的热量>57.3 kJ;
(6)①根据图像可知,压强为P2的曲线首先达到平衡状态,由于压强大反应速率快,达到平衡的时间少,所以压强是P2大于P1,即P1<P2;
②根据图像可知,压强越大,反应物A的转化率越低,这说明增大压强平衡向逆反应方向越低,因此正方应是体积增大的可逆反应,所以(a+b)<(c+d);
③根据图像可知,t1℃是曲线首先达到平衡状态,由于温度高,反应速率快,达到平衡的时间少,所以温度应该是t1℃> t2℃。
写出下列反应的热化学方程式
(1)46gC2H5OH(l)与适量O2(g)反应,生成CO2(g)和H2O(l),放出1366.8kJ热量.______.
(2)由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,写出该反应的热化学方程式:______.
正确答案
(1)n(C2H5OH)==1mol,反应的热化学方程式为C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8 kJ•mol-1,
故答案为:C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l)△H=-1366.8 kJ•mol-1;
(2)生成1mol水需要0.5molO2,反应的热化学方程式为H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-241.8 kJ•mol-1,故答案为:H2(g)+
O2(g)=H2O(g)△H=-241.8 kJ•mol-1.
开发使用清洁能源,发展“低碳经济”正成为科学家研究的主要课题。氢气、甲醇是优质的清洁燃料,可制作燃料电池。
(1)甲烷水蒸气转化法制H2的主要转化反应如下:
CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) △H=+206.2 kJ·mol-1
CH4(g) + 2H2O(g)CO2(g) + 4H2(g) △H=+165.0 kJ·mol-1
上述反应所得原料气中的CO能使合成氨的催化剂中毒,必须除去。工业上常采用催化剂存在下CO与水蒸气反应生成易除去的CO2,同时可制得等体积的氢气的方法。此反应称为一氧化碳变换反应,该反应的热化学方程式是 。
(2)生产甲醇的原料CO和H2来源于:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g) ΔH>0
①一定条件下CH4的平衡转化率与温度、压强的关系如图a。则A、B、C三点处对应平衡常数(KA、KB、KC)的大小关系为___________。(填“<”、“>”、“="”" );
②100℃时,将1 mol CH4和2 mol H2O通入容积为1 L的定容密封容器中,发生反应,能说明该反应已经达到平衡状态的是__________
a.容器内气体密度恒定
b.单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2
c.容器的压强恒定
d.3v正(CH4) = v逆(H2)
(3)25℃时,在20mL0.1mol/L氢氟酸中加入VmL0.1mol/LNaOH溶液,测得混合溶液的pH变化曲线如图所示,下列说法正确的是_____。
A.pH=3的HF溶液和pH=11的NaF溶液中, 由水电离出的c(H+)相等
B.①点时pH=6,此时溶液中,c(F-)-c(Na+)=9.9×10-7mol/L
C.②点时,溶液中的c(F-)=c(Na+)
D.③点时V=20mL,此时溶液中c(Na+)=0.1mol/L
(4)长期以来,一直认为氟的含氧酸不存在。1971年美国科学家用氟气通过细冰末时获得HFO,其结构式为H—O—F。HFO与水反应得到HF和化合物A,该反应的化学方程式为 。
正确答案
(1) CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H=-41.2 kJ·mol-1 (2分)
(2)① KC = KB >KA (2分)
② cd (2分)
(3)BC (2分)
(4)H2O+HFO=HF+H2O2 (2分)
试题分析:(1) 先对已知热化学方程式编号为①②,观察发现②-①可得,CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) △H=-41.2 kJ·mol-1;
(2)① 平衡常数指各生成物浓度的化学计量数次幂的乘积除以各反应物浓度的化学计量数次幂的乘积所得的比值,化学平衡常数只与温度有关,所以B、C两点是相同的温度,所以KC = KB,然后A、B两点相比,从A到B,甲烷的转化率变大,说明向正向移动,化学平衡常数变大,所以KB>KA ,所以答案是KC = KB >KA;
② 该容器的体积保持不变,根据质量守恒定律知,反应前后混合气体的质量不变,所以容器内气体的密度不变,所以不能表明达到化学平衡状态,故a错误;单位时间内消耗0.1 mol CH4同时生成0.3 mol H2,都代表v正,所以不能表明达到化学平衡状态,故b错误;随反应进行混合气体总物质的量增大,容器容积不变,压强增大,当容器的压强恒定时,说明到达平衡,故c正确;3v正(CH4) = v逆(H2),物质的正逆速率之比等于化学计量数之比,反应到达平衡,故d正确,所以选cd;
(3)pH=3的HF溶液,由水电离出的c(H+)==10-11mol·L-1,pH=11的NaF溶液中,由水电离出的c(H+)=10-14/10-11=10-3mol·L-1,A错;①点时,根据电子守恒,c(OH-)+c(F-)=c(Na+)+c(H+),c(F-)-c(Na+)=c(H+)-c(OH-)=10-6-
=9.9×10-7mol/L,B对;根据电子守恒,c(OH-)+c(F-)=c(Na+)+c(H+),②点时pH=7,溶液中的c(H+)-c(OH-),所以c(F-)=c(Na+),C对;③点时V=20mL,此时溶液中c(Na+)=
=0.05mol/L,所以选BC;
(4)电负性F>O,故H-O-F中F元素表现-1价,与水反应生成HF,发生水解反应,可推知A为H-O-O-H,该反应的化学方程式为:H2O+HFO=HF+H2O2。
“西气东输”中的“气”指天然气,其主要成分的化学式是______,结构式是______.一定量的该气体燃烧过程的能量变化如右图所示,从图中可以读出E1______E2(填“>”或“<”),该反应______(填“放出”或“吸收”)能量.
正确答案
天然气的其主要成分为甲烷,化学式CH4,CH4中C原子最外层有4个电子,应成4对共用电子对,H原子最外层有H个电子,应成1对共用电子对,故CH4分子中C原子与H原子之间形成4对共用电子对,结构式为,由图可知反应物的总能量大于生成物的总能量,由反应物所具有的总能量高于生成的总能量,在反应中会有一部分能量转变为热能的形式释放,为放热反应,
故答案为:CH4;;>;放出.
光气( COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与C12在活性炭催化下合成。
(1)实验室中可用氯仿(CHC13)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为 ;
(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(△H)分别为−890.3kJ∙mol−1、−285. 8 kJ∙mol−1和−283.0 kJ∙mol−1,则1molCH4与CO2反应的热化学方程式是
(3)COCl2的分解反应为COCl2(g)Cl2(g)+CO(g) △H=+108kJ·mol-1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下同所示(第10min到14min的COCl2浓度变化曲线未示出):
①比较第2 min反应温度T(2)与第8min反应温度T(8)的高低:T(2) ____ T(8)(填“<”、“>”或“=”)
②比较反应物COCl2在5−6min和15−16 min时平均反应速率的大小:v(5−6)
v(15−16)(填“<”、“>”或“=”),原因是 。
③计算反应在第8 min时的平衡常数K= ;(列出计算过程,结果保留两位小数)
正确答案
(1) CHCl3+H2O2HCl+H2O+COCl2(3分)(漏写物质0分,配平错误扣1分)
(2) CH4(g)+ CO2(g)= 2CO(g)+ 2H2(g);△H=" +" 247.3kJ·mol-1(3分)
(热反应方程式2分,反应热1分,漏写物质状态扣2分,反应热正负号写错0分)
(3) ①<(2分);
②> (2分);在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大(2分)(只写出浓度或者速率的变化得1分)
③0.23mol·L-1(4分)
COCl2(g) Cl2(g) + CO(g)
平衡浓度(mol/L) 0.04 0.11 0.85 (1分)
K==
=0.23 mol·L-1
试题分析:(1)实验室中可用氯仿(CHC13)与双氧水直接反应制备光气,根据元素守恒可知产物还应有HCl和水,故方程式为CHCl3+H2O2HCl+H2O+COCl2;(2)根据CH4、H2、和CO的燃烧热分别写出燃烧的热化学方程式:①O2(g)+2H2(g)=2H2O(L)△H=-571.6kJ•mol-1;②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(L)△H=-890.3kJ•mol-1;③2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566.03kJ•mol-1,利用盖斯定律将②-①-③可得:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g);△H=+247.3 kJ•mol-1。(3)①第8min时反应物的浓度比第2min时减小,生成物浓度增大,平衡向正反应方向移动.4min瞬间浓度不变,不可能为改变压强、浓度,应是改变温度,又因为正反应为吸热反应,所以T(2)<T(8);②在5~6 min和15~16 min时反应温度相同,在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大,但15~16 min时各组分的浓度都小,因此反应速率小,即v(5~6)>v(15~16);③由图可知,8min时COCl2的平衡浓度为0.04mol/L,Cl2的平衡浓度为0.11mol/L,CO的平衡浓度为0.085mol/L,故该温度下K=
=
=0.23 mol·L-1。
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