- 焓变、反应热
- 共2059题
(9分)(1)根据最新“人工固氮”的研究报道,在常温、常压、光照条件下,N2在催化剂(掺有少量Fe2O3的TiO2)表面与水发生下列反应:
N2(g) + 3H2O(1) 2NH3(g) +
O2(g) ;△H =" a" kJ·mol—1
进一步研究NH3生成量与温度的关系,常压下达到平衡时测得部分实验数据如下表:
①此合成反应的a 0;ΔS 0,(填“>”、“<”或“=”)
②已知:N2(g) + 3H2(g)2NH3(g) ΔH= -92.4kJ·mol—1
2H2(g) + O2(g) 2H2O(l) ΔH = -571.6kJ·mol—1
则常温下氮气与水反应生成氨气与氧气的热化学方程式为:
(2)①已知:0.5mol液态肼(N2H4)与足量的液态双氧水反应生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量,写出该反应的热化学方程式
②又已知H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•mol-1。则32g液态肼与足量的液态双氧水反应生成氮气和液态水时放出的热量是 kJ
③此反应用于火箭推进,除释放大量热和快速产生大量气体外还有一个很大优点是
正确答案
(1)①>、> (各1分)
②2N2(g) + 6H2O(1) = 4NH3(g) + 3O2(g) ΔH="+1530" kJ·mol-1 (2分)
或者N2(g) + 3H2O(1) = 2NH3(g) + O2(g) ΔH="+765" kJ·mol-1 (2分)
(2)①N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H="-512kJ." mol-1(2分)
②688(2分)③产物无污染(1分)
(1)①随着温度的升高,氨气的含量逐渐增大,说明正反应是吸热反应。反应前后气体的体积是增大的,所以△S大于0。
②考查盖斯定律的应用。根据反应可知①×2-②×3即得到2N2(g) + 6H2O(1) = 4NH3(g) + 3O2(g),所以反应热是-92.4kJ·mol—1×2+571.6kJ·mol—1×3=+1530 kJ·mol-1。
(2)①根据题意可知,1mol肼完全燃烧放出的热量是256kJ×2=512kJ,所以热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H="-512kJ." mol-1。
②根据H2O(g)=H2O(l) △H=-44kJ•mol-1可知N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l) △H="-688kJ." mol-1。32g液态肼是1mol,所以放出的热量是688kJ.
③由于肼的燃烧产物是氮气和水,产物无污染。
(4分)1836年,俄国籍瑞士化学家盖斯提出了化学反应的热效应仅与反应物的最初状态及生成物的最终状态有关,而与其中间步骤无关。按此规律,结合下述反应的热化学方程式,回答问题。
已知:①NH3(g)+HCl(g)===NH4Cl(s) ΔH=-176 kJ/mol
②NH3(g)===NH3(aq) ΔH=-35.1 kJ/mol
③HCl(g)===HCl(aq) ΔH=-72.3 kJ/mol
④NH3(aq)+HCl(aq)===NH4Cl(aq) ΔH=-52.3 kJ/mol
⑤NH4Cl(s)===NH4Cl(aq) ΔH=?
则第⑤个热化学方程式中的反应热是 。
正确答案
(4分) ΔH=+16.3 kJ/mol
由盖斯定律,可知:②
③
④-①=⑤,所以:⑤式的ΔH=-35.1
-72.3-52.3-
(-176)=+16.3 kJ/mol
反应A(g)+B(g)═C(g)+D(g)过程中的能量变化如右图所示,则该反应是______反应(填“吸热”或“放热”).若使用催化剂,反应的△H______(填“增大”或“减小”或“不变”).
正确答案
由图可知反应物总能量大于生成物总能量,该反应为放热反应;催化剂只改变反应的途径,与始态和终态无关,即不改变反应物总能量与生成物总能量,所以反应的△H不变,
故答案为:放热;不变.
Ⅰ.利用化学原理可以对工厂排放的废水、废渣等进行有效检测与合理处理。用乙烯作为还原剂将氮的氧化物还原为N2是燃煤烟气的一种脱硝(除NOx)技术。其脱硝机理如图所示。写出该脱硝过程中乙烯和NO2反应的化学方程式 。
Ⅱ.(1)如图是1 mol NO2(g)和1 mol CO(g)反应生成CO2和NO过程中的能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是 (填“增大”、“减小”或“不变”,下同),ΔH的变化是 。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g)ΔH="+49.0" kJ·mol-1;
②CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2(g)ΔH="-192.9" kJ·mol-1。
又知③H2O(g)=H2O(l) ΔH="-44" kJ·mol-1。
则甲醇蒸气完全燃烧生成液态水的热化学方程式为 。
写出甲醇质子交换膜燃料电池在酸性条件下的负极反应式: 。
正确答案
Ⅰ.2C2H4+6NO2=4CO2+3N2+4H2O[或2CH2CH2+6NO2
4CO2+3N2+4H2O]
Ⅱ.(1)减小 不变
(2)CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH="-764.7" kJ·mol-1 CH3OH+H2O-6e-
CO2+6H+
Ⅰ.观察题图可知,C2H4与NO2反应生成CO2、N2、H2O。
Ⅱ.(1)催化剂可降低反应的活化能,但不能改变反应热,故E1减小、ΔH不变。
(2)根据盖斯定律,由②×3-①×2+③×2得CH3OH(g)+O2(g)
CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-764.7kJ·mol-1。
在甲醇质子交换膜燃料电池中,酸性条件下,其负极的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2+6H+。
人们已经研制出以丙烷为燃料的新型燃料电池,电解质为熔融碳酸盐,电池总反应方程式为:C3H8+5O2=3CO2+4H2O。
(1)已知:2C3H8(g)+7O2(g)=6CO(g)+8H2O(l)
C(s)+O2(g)=CO2(g)
2C(s)+O2(g)=2CO(g)
则反应C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1)的△H___________________。.
(2)该电池的正极通入O2和CO2,负极通入丙烷,则正极的电极反应式为_________________,电池工作时CO32—移向_____________极。
(3)用该电池电解1L 1 mol·L—1的AgNO3溶液,此电解池反应的化学方程式为______________________;当该电池消耗0.005molC3H8时,所得溶液的pH为__________(溶液体积变化忽略不计)
正确答案
(1)—2221.5kJ·mol—1(2分,无单位或单位写错不给分)
(2)O2+2CO2+4e— =2CO32—(2分)负(1分)
(3)4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑ +4HNO3(2分,不写反应条件或不配平不给分) 1(2分)
试题分析:(1)根据方程式先后顺序设分别为①、②、③,,得到方程式C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(1);反应热也按照上式计算△H=
=—2221.5kJ·mol—1。
(2)氧气在正极反应,O2+2CO2+4e—=2CO32—,原电池中阴离子向负极移动;
(3)电解硝酸银,是放氧生酸型,4AgNO3+2H2O4Ag+O2↑ +4HNO3;当该电池消耗0.005molC3H8时,转移电子是0.1mol,生成0.1molH+,氢离子浓度为0.1mol/L,pH为1。
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