- 焓变、反应热
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(8分)(1) 在25℃、101 kPa下,1 g液态甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.7 kJ,则该反应的热化学方程式应为 。
(2).由氢气和氧气反应生成1 mol液态水时放热285.8 kJ,写出该反应的热化学方程式____________________________________。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ,则反应2H2(g) + O2(g) === 2H2O(g)的△H=_______________。
正确答案
(8分)(1)2CH3OH(l)+3O2(g) ="==" 2CO2(g)+4H2O(l) ∆H=" -1452.8" kJ·mol-1
或者CH3OH(l)+
O2(g) ="=="
CO2(g)+
H2O(l) ∆H=" -22.7" kJ·mol-1
(本题3分,状态没注明,不给分,∆H符号,热值,单位错各扣1分,)
(2) H2(g)+O2(g)="==" H2O( l ) DH=-285.8 kJ·mol-1; △H= - 483.6 kJ·mol-1
考查热化学方程式的书写。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)1L1mol/LH2SO4溶液与2L1mol/LNaOH溶液完全反应,放出114.6kJ的热量,由此推知H2SO4与NaOH发生中和反应的中和热为_____________表示该中和热的热化学方程式为______________________。
(2)向1L1mol·L-1的NaOH溶液中加入下列物质:①浓H2SO4;②稀硝酸;③稀醋酸,恰好完全反应的热效应△H1、△H2、△H3的关为_____________
正确答案
(1)-57.3 kJ/mol;1/2H2SO4(aq) +NaOH(aq)=1/2Na2SO4(aq)+H2O(l)
(2)ΔH1>ΔH2>ΔH3
以丙烷为燃料制作新型燃料电池,电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,电解质是熔融碳酸盐,电池总反应方程式为:C3H8 +5O2 = 3CO2+ 4H2O。
(1)已知: 2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l) ∆H1
C(s) + O2(g) = CO2 (g) ∆H2
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ∆H3
则C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l) ∆H= (用∆H1、∆H2、∆H3表示)
(2)写出该电池正极的电极反应式: ,电池工作时CO32-移向 ;用该电池电解1000 mL 1mol/L的AgNO3溶液,此电解池的反应方程式为 ;当电池消耗0.005 mol C3H8时,被电解溶液的pH为 (溶液体积变化忽略不计)。
正确答案
(1)1/2∆H1-3/2 ∆H3+3∆H2
(2)O2+2CO2+4e-2CO32-;负极;
4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3 ; 1
试题分析:(1)2C3H8(g) + 7O2(g) =" 6CO(g)" + 8H2O(l) ∆H1 ①
C(s) + O2(g) = CO2 (g) ∆H2 ②
2C(s) + O2(g) = 2CO(g) ∆H3 ③
则由盖斯定律 ①/2+3×②- 3/2×③ 得到C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)
∆H=1/2∆H1-3/2 ∆H3+3∆H2;
(2)C3H8(g) +5O2((g) = 3CO2(g) + 4H2O(l)正极反应式O2+2CO2+4e-2CO32-;电池工作时CO32-阴离子移向负极。电解AgNO3溶液的方程式4AgNO3+2H2O 4Ag+O2↑+4HNO3;当电池消耗0.005 mol C3H8时,转移的电子的物质的量是0.1 mol,已知4AgNO3+2H2O
4Ag+O2↑+4HNO3中,e-H+ ,生成H+的物质的量是0.1 mol,c(H+)=0.1 mol/L, pH=1
(6分)写出下列热化学方程式:
(1)SiH4是一种无色的气体,遇到空气能发生爆炸性自燃,生成SiO2和液态H2O,已知室温下2g SiH4自燃放出热量89.2kJ,其热化学方程式为: ;
(2)在25℃、101kPa下,在稀溶液中,强酸强碱反应生成1mol 液态水放热57.3kJ。写出稀硫酸与烧碱溶液反应的热化学方程式______________ _________ __;
(3)已知60g C(s)与高温水蒸气反应制取CO和H2时吸收657.5KJ热量,写出热化学方程式 。
正确答案
(每小题2分,有错无分)(1)SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1427.2kJ·mol-1
(2)H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+2H2O(l) ΔH=-114.6kJ·mol-1[来源]
(3)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5kJ·mol-1
考查热化学方程式的书写。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)2g SiH4自燃放出热量89.2kJ,所以1molSiH4燃烧放出的热量是89.2kJ×16=1427.2kJ,所以热化学方程式是SiH4(g)+2O2(g)=SiO2(s)+2H2O(l) ΔH=-1427.2kJ·mol-1。
(3)60g C(s)与高温水蒸气反应制取CO和H2时吸收657.5KJ热量,则1mol碳吸收的热量是657.5KJ÷5=131.5kJ,所以热化学方程式是C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.5kJ·mol-1。
工业上可利用合成气(CO和H2的混合气体)生产甲醇(如反应④).已知:
①CO(g)+O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ/mol
②H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
③CH3OH(g)+O2(g)=2H2O(l)+CO2(g)△H=-761.7kJ/mol
④CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)
(1)反应④的△H=______,△S______(填“>”“<”或“=”).
(2)在一定条件下,反应④在一密闭容器中达到平衡.维持H2浓度和容器的温度不变,增大容器的体积,平衡将______(填字母).
A.向正反应方向移动 B.向逆反应方向移动
C.不移动 D.无法判断
(3)工业上用反应④低压合成甲醇,在230℃~270℃最为有利.为研究合成气最合适的起始组成比,分别在230℃、250℃和270℃进行实验,结果如图.230℃的实验结果所对应的曲线是______(填字母);工业生产适宜采用的合成气组成比n(H2):n(CO)的范围应是______.(填字母)
A.1:1~1.5:1 B.2.2:1~3:1 C.3.5:1~4.5:1
(4)原料气中含有少量CO2对CO合成甲醇的转化率有一定影响.科学家为研究这一影响,在同一容器中分别进行以下5组实验.
表中5组实验中,控制不变的实验条件是压强、催化剂、______、______等.
正确答案
(1)反应④CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g),反应前后气体体积减少的反应,熵变减少小于0;根据盖斯定律得到:
①+2×②-③:④的热化学方程式为:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g)△H=-92.9KJ/mol
故答案为:△H<0;△S<0;
(2)在一定条件下,反应④在一密闭容器中达到平衡.维持H2浓度和容器的温度不变,增大容器的体积,压强减小,平衡逆向进行,故答案为:B.
(3)工业上用反应④低压合成甲醇,在230℃~270℃最为有利.为研究合成气最合适的起始组成比,分别在230℃、250℃和270℃进行实验,结果如图.合成甲醇是放热反应,温度越低转化率越大,结合图象可知,230℃的实验结果所对应的曲线是 X,;工业生产适宜采用的合成气组成比n(H2):n(CO)的范围应反应中 一氧化碳的转化率大,提高氢气的量会提高一氧化碳的转化率,所以n(H2):n(CO)>2:1,选项中氢气量过量多小号原料,故选B.
故答案为:X,B;
(4)表中5组实验中,根据数据分析判断,控制不变的实验条件是压强、催化剂、温度、CO和H2的体积分数之比等,故D答案为:温度、CO和H2的体积分数之比;
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