- 焓变、反应热
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(1)(4分)2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示.已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3(g)的△H=-99kJ/mol.
请回答下列问题:
①图中A点表示:______
C点表示:______
E的大小对该反应的反应热______(填“有”或“无”)影响.
②图中△H=______kJ/mol.
(2)(4分)由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气,放出241.8kJ热量(25℃、101kPa下测得)
①写出该反应的热化学方程式:______
②若1mol水蒸气转化为液态水放热45kJ,则反应H2(g)+O2(g)=H2O(l)的△H=______kJ/mol.氢气的燃烧热为△H=______kJ/mol.
正确答案
(1)①因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量,B为活化能,反应热可表示为A、C活化能的大小之差,活化能的大小与反应热无关,
故答案为:反应物总能量;生成物总能量;无;
②因1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的△H=-99kJ•mol-1,所以2molSO2(g)氧化为2molSO3的△H=-198kJ•mol-1,
则2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)△H=-198KJ•mol-1,故答案为:-198;
(2)①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.
②1mol水蒸气转化为液态水放热45kJ,根据盖斯定律可知反应H2(g)+O2(g)=H2O(l)的△H=-(241.8+45)=-286.8 kJ•mol-1,所以氢气的燃烧热为△H=-286.8 kJ•mol-1,故答案为:-286.8;-286.8.
Ⅰ.氨气是氮循环中的重要物质,在人类的生产和生活中有着广泛的应用.根据所学知识,据此完成下列要求.
(1)如图是N2与H2反应过程中能量变化的示意图,写出该反应生成液态氨的热化学方程式为______.
(2)若由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ/mol的热量.从手册上查出N≡N键的键能是948.9kJ/mol,H-H键的键能是436.0kJ/mol,则N-H键的键能是______kJ/mol.
Ⅱ.已知25℃、101kpa时,一些物质的燃烧热为:
(1)写出该条件下CH3OH(l)完全燃烧的热化学方程式:______.
(2)根据盖斯定律完成下列反应的热化学方程式:
CO(g)+2H2(g)═CH3OH(l)△H=______.
(3)现有H2和CH4的混合气体112L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),共放出热量3242.5kJ,则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是______.
A.1:1B.1:3C.1:4D.2:3.
正确答案
I(1)由图可以看出,断裂molN2(g)和
molH2(g)的吸收能量为akJ,形成1molNH3(g)的所放出的能量为bkJ,
所以,molN2(g)+
molH2(g)⇌NH3(g)△H=(a-b)kJ/mol,
而1mol的NH3(g)转化为1mol的NH3(l)放出的热量为ckJ,
所以有:molN2(g)+
molH2(g)⇌NH3(l)△H=(a-b-c)kJ/mol,
即:N2(g)+3H2(g)=2NH3(1)△H=2(a-b-c)kJ•mol-1,
故答案为:N2(g)+3H2(g)=2NH3(1)△H=2(a-b-c)kJ•mol-1;
(2)N2和H2合成NH3的方程式为:N2+3H22NH3,由N2和H2合成1molNH3时可放出46.2kJ/mol的热量,则反应的△H=-2×46.2=-92.4kJ/mol,
1molN2和3molH2反应断裂化学键需要吸收的能量为:1mol×948.9kJ•mol-1+3×436.0kJ•mol-1=2256.9kJ,
N-H键的键能为x,形成2molNH3需要形成6molN-H键,则形成6molN-H键放出的能量为6x,
则2256.9-6×x=-92.4kJ/mol,解得x=391.55kJ/mol,
故答案为:391.55;
II(1)1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热726.5KJ;燃烧热的热化学方程式为:CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.5kJ•mol-1,
故答案为:CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-726.5 kJ•mol-1;
(2)依据题干写出物质的燃烧热化学方程式:①CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l);△=-726.5KL/mol;
②CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283KJ/mol;
③H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.5KJ/mol;
依据盖斯定律③×2+②-①得到:CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)△H=-128.1KJ/mol;
故答案为:-128.1KJ/mol;
(3)有H2和CH4的混合气体112L(标准状况)物质的量==5mol,使其完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),共放出热量3242.5kJ,设H2物质的量为X、CH4物质的量为5-X;依据热化学方程式列式计算:
H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.5KJ/mol;
1 285.5KJ
X 285.5XKJ
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+H2O(l)△H=-890.3KJ/mol;
1 890.3KJ
5-X (5-X)×890.3KJ
285.5XKJ+(5-X)×890.3KJ=3242.5kJ
解得到:X=2mol,甲烷物质的量为3mol
则原混合气体中H2和CH4的物质的量之比是2:3;
故答案为:D.
已知H2 ( g ) + 1/2O2 ( g ) = 2H2O ( g ) ,反应过程中能量变化如下图:请回答下列问题:
(1)图中a,b分别代表什么意义?
a._________________________ ; b.______________________________ 。
(2)该反应是_______________反应(填“吸热”或“放热”), △H _________(填“< 0”或“> 0”)
正确答案
(1)活化能,反应热;
(2)放热,<0;
2011年11月1日,我国自行研制的“长征二号F”遥八运载火箭将“神舟八号”飞船送入太空预定轨道,两天后与“天宫一号”目标飞行器实现成功对接。偏二甲肼(C2H8N2)和四氧化二氮(N2O4)是长征系列火箭的常规推进剂。请回答下列相关问题:
(1)偏二甲肼(C2H8N2)与四氧化二氮(N2O4)反应的化学方程式可表示为:
C2H8N2+2N2O43N2+2X+4H2O
则X的化学式为____________(选填下列选项的编号字母)。
A.O2 B.CO2 C.H2
(2)1 g液态偏二甲肼与足量的液态四氧化二氮完全反应生成气态产物,放出Q kJ热量,则相同条件下0.1 mol偏二甲肼发生该反应能放出的热量为_____________kJ (选填下列编号字母)。
A.6Q B.30Q C.60Q
正确答案
(1)B (2)A
试题分析:(1)由质量守恒可知,X的化学式为CO2(2)1g偏二甲肼放出的热量为Q,0.1mol的偏二甲肼质量为6g,因此放出的热量为6Q。
氨气是一种重要的物质,可用于制取化肥和硝酸等。
(1)500°C、50Mpa时,在容积为VL的密闭容器中加入n mol N2、3n mol H2,经过t min后反应达到平衡后N2的转化率为a。则容器内气体的压强反应前与平衡时的比值
为 ; t min内用NH3表示的速率是
(2)工业合成氨的热化学方程式为:N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92kJ/mol(表示当生成2 mol NH3时放出92.2KJ的热)。有关键能:N≡N:945.6kJ/mol ;N-H:391.0kJ/mol,则H—H键能为 KJ/mol
正确答案
(6分)(1)(2分);2an / Vtmol·L-1·min-1(2分)
(2)436.1kJ/mol (2分)
试题分析:(1) N2(g)+3H2(g)2NH3(g)
起始量(mol) n 3n 0
转化量(mol) na 3na 2na
平衡量(mol) n-na 3n-3na 2na
所以容器内气体的压强反应前与平衡时的比值为
t min内用NH3表示的速率是=2an / Vtmol·L-1·min-1
(2)反应热就是断键吸收的能量和形成新化学键时所放出的能量的差值,则945.6kJ/mol+3×x-2×3×391.0kJ/mol=-92.2 KJ/mol,解得x=436.1kJ/mol。
点评:该题是基础性试题的考查,难度不大。主要是考查学生对教材基础知识的熟悉了解程度,旨在巩固学生的基础,提高学生的能力。有利于培养学生的逻辑推理能力和规范的答题能力。该题的关键是明确反应速率的会议以及反应热的计算依据,然后结合题意灵活运用即可。
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