- 焓变、反应热
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(5分)(1)已知1 g丙烷完全燃烧生成气态水,放出的热量是47 kJ,又知:
H2O(l)== H2O(g) ΔH=+ 44 kJ·mol-1,则表示丙烷燃烧热的热化学方程式为
(2)下图中能较准确地反映丙烷燃烧时能量变化的曲线是________。
(3)已知在298K时下列反应的反应热为:
①CH3COOH(l) + 2O2(g)=2CO2(g)+2H2O (l)△H1=-870.3KJ/mol
②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H2=-393.5KJ/mol
③H2(g)+1/2O2(g)=H2O (l) △H3=-285.8KJ/mol
则反应:2C(s) +2H2(g) +O2(g)=CH3COOH(l)的反应热
△H= KJ/mol
正确答案
(1) △H=-2224kJ/mol
(2)B (3)-488.3
(1)燃烧热是指在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量。根据题意可知,1mol丙烷完全燃烧生成4mol气态水,放出的热量是47kJ×44=2068kJ。而4mol气态水变成液态水又放出44kJ×4=176kJ,所以丙烷的燃烧热是(2068+176)kJ/mol=2224kJ/mol,因此热化学方程式为
△H=-2224kJ/mol
(2)因为是放热反应,所以反应物的总能量高于生成物的总能量,因此答案选B。
(3)考查盖斯定律的应用,根据已知反应可知②×2+③×2-①即得到2C(s) +2H2(g) +O2(g)=CH3COOH(l),所以反应热是-393.5KJ/mol×2-285.8KJ/mol×2+870.3KJ/mol=--488.3kJ/mol。
(12分)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢,当它们混合时,即产生大量氧气和水蒸气,并放出大量热。已知0.4mol液态肼与足量液态过氧化氢反应,生成氮气和水蒸气,放出256.0kJ的热量。
(1)写出过氧化氢和肼的电子式:过氧化氢 ,肼 。
(2)写出液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和气态水反应的热化学方程式 。
(3)已知H2O(1)=H2O(g) △H =+44kJ/mol,则16g液态肼与足量液态过氧化氢反应生成氮气和液态水时,放出的热量是 kJ。
(4)上述反应用于火箭推进剂,除释放大量热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是 。
正确答案
(1)
(共4分,每空2分)
(2)N2H4(1)+2H2O2(1)= N2(g)+4H2O(g) △H =-640kJ/mol(3分)
(3)408 (3分)
(4)生成N2和H2O,对环境无污染(2分)
(3)由下面的两个反应,通过盖斯定律:
H2O(1)=H2O(g) △H =+44kJ/mol
N2H4(1)+2H2O2(1)= N2(g)+4H2O(g) △H =-640kJ/mol
推出:N2H4(1)+2H2O2(1)= N2(g)+4H2O(l) △H =-816kJ/mol(3分)
已知2H2(g)+ O2(g)===2H2O(l) ΔH =" —571.6" kJ· mol—1
CO(g) + 1/2O2(g) ="=" CO2(g) △H = -283 kJ· mol—1某H2和CO的混合气体完全燃烧时放出113.74 kJ热量,同时生成3.6 g液态水,求原混合气体中H2和CO的物质的量。
正确答案
n(H2) ==0.2mol n(co)==0.20mol
试题分析:3.6 g液态水的物质的量是3.6g÷18g/mol=0.2mol,所以氢气的物质的量就是0.2mol。则根据氢气燃烧的热化学方程式可知,氢气燃烧放出的热量是571.6 kJ· mol—1×0.2mol÷2=57.16kJ,因此CO燃烧放出的热量是113.74kJ-57.16kJ=56.58kJ,所以消耗CO的物质的量是56.58kJ÷283 kJ· mol—1=0.2mol。
点评:在进行反应热的有关计算时,需要特别注意的是,每mol不一定是指1mol,例如在2H2(g)+ O2(g)===2H2O(l) ΔH =" —571.6" kJ· mol—1中,表示每mol氢气完全燃烧生成液态水放出的热量是571.6 kJ。
(1)一定条件下,可逆反应:A2(g)+B2(g) 2C(g)达到平衡时,各物质的
平衡浓度分别为:c(A2)=0.5 mol·L-1;c(B2)=0.1 mol·L-1;c(C)=1.6 mol·L-1。
若用a、b、c分别表示A2、B2、C的初始浓度(mol·L-1),则:
①a、b应满足的关系式是 。
②a的取值范围是 。
(2)氮元素的氢化物和氧化物在工业生产和国防建设中都有广泛应用,肼(N2H4)可
作为火箭发动机的燃料,与氧化剂N2O4反应生成N2和水蒸气。
已知:①N2(g)+2O2(g)="===" N2O4 (1) △H1= -19.5kJ·mol-1
②N2H4(1)+O2(g)="===" N2(g)+2H2O(g) △H2= -534.2kJ·mol-1
写出肼和N2O4反应的热化学方程式 ;
正确答案
(2) 2N2H4(L)+N2O4(L)====3N2(g)+4H2O(g) △H=-1048.9kJ/mol(3分)
试题分析:(1)一定条件下,可逆反应:A2(g)+B2(g) 2C(g)达到平衡时,各物质的平衡浓度分别为:c(A2)=0.5 mol·L-1;c(B2)=0.1 mol·L-1;c(C)=1.6 mol·L-1,若B2(g)完全反应,则a为0.4,即b为0,若C全部全部转化为A2(g)+B2(g),则a为1.3,b为0.9,所以①a、b应满足的关系式是a=b+0.4,而上述是假设状态,故a的取值范围是0.42O4反应的热化学方程式可以由②N2H4(1)+O2(g)="===" N2(g)+2H2O(g)乘以2,再减去①N2(g)+2O2(g)="===" N2O4得到,故肼和N2O4反应的热化学方程式为 2N2H4(L)+N2O4(L)====3N2(g)+4H2O(g△H=-1048.9kJ/mol,(△H=-534.2×2+19.5=-1048.9kJ/mol)。
点评:本题考查了化学平衡的计算、热化学方程式的书写,该考点是高考考查的热点,本题有利于培养学生对化学平衡计算的理解能力,该难度中等。
合成氨工业对国防具有重要意义,如制硝酸、合成纤维以及染料等
(1)已知某些化学键的键能数据如下表:
合成氨的热化学反应方程式为 。
(2)常温下,向饱和NaCl与饱和氨水的混合溶液中通入过量CO2,有NaHCO3固体析出,该反应的化学方程式为 ;所得溶液中离子的电荷守恒式是 ;若向饱和NaCl与饱和CO2的混合溶液中通入氨气,则没有NaHCO3固体析出,原因是 。
(3)氨氮废水(含NH3、NaOH和Na2SO4)超标排放会造成水体富营养化。右图通过直接电化学氧化法有效除去某工厂氨气。其中阴离子的流动方向为 (填“向a极”或“向b极”),电解过程中,b极区的pH (填“增大”或“减小”或“不变”),阳极反应方程式为 。
正确答案
(1)N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH=-86kJ/mol
(2)NaCl+CO2+NH3·H2O=NH4Cl+NaHCO3↓
c(Na+)+c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-)
二氧化碳的溶解度小,生成的碳酸氢铵太少,故没有碳酸氢钠析出
(3)向a极 增大 2NH3-6e-+6OH-=N2+6H2O
试题分析:(1)旧键断裂吸热:946+3×436=2254kJ;新建合成放热:6×390=2340kJ;放热多,化学反应表现
为放热,放出热量86kJ,不难写出相关热化学方程式,同时注意:标明物质的聚集状态;标明单位:
kJ·mol-1。(2)根据反应物和产物,利用守恒定律,不难写出相关方程式;根据溶液呈电中性,正电荷总
数等于负电荷总数,写出电荷守恒;二氧化碳在水中的溶解度很小,生成的碳酸氢根离子浓度很小,
故没有碳酸氢钠析出。(3)阴离子移向阳极;阳极氢离子放电,剩余氢氧根离子,溶液pH增大。
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