- 焓变、反应热
- 共2059题
(1)家用液化石油气的主要成分之一是丁烷(C4H10),当10 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳气体和液态水时,放出的热量为5×105 kJ。试写出丁烷燃烧的热化学方程式: 。已知1mol液态水汽化时需要吸收44 kJ热量,则反应C4H10(g)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH= 。
(2)有同学用丁烷与空气为原料制作一燃烧电池,通入丁烷的一极为 极。若以稀硫酸为电解质溶液时,其正极反应式为 。
(3)已知:Fe(s) +1/2O2(g)=FeO(s) ΔH=-272.0kJ·mol-1
2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) ΔH=-1675.7kJ·mol-1
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是 。
(4)已知拆开1 mol H-H键,1 molN-H键,1 molN≡N键分别需要的能量是akJ、bkJ、ckJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。
正确答案
试题分析:(1)依据质量换算物质的量,结合化学方程式对应的物质的量计算反应放出的热量,依据热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和反应焓变写出。由题意知H2O(l)=H2O(g) ΔH=44 kJ·mol-1,利用盖斯定律计算可得;
(2)丁烷--空气燃料电池工作时,丁烷失电子发生氧化反应作负极;以稀硫酸为电解质溶液时,结合电极反应式的书写规律可得;
(3)依据题干热化学方程式结合盖斯定律写出该热化学反应方程式。将方程式②-①×3得2Al(s)+3FeO(s)═Al2O3(s)+3Fe(s)△H=-859.7 kJ•mol-1;
(4)依据△H=反应物的键能之和—生成物的键能之和可求的合成氨反应的焓变为(3a+b-6c) kJ·mol-1,依据热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和反应焓变写出。
(1)已知:
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是 。(3分)
(2)某可逆反应在不同条件下的反应历程分别为A、B,如图所示。
①据图判断该反应是 (填“吸”或“放”)热反应,当反应达到平衡后,其他条件不变,升高温度,反应物的转化率 (填“增大”、“减小”或“不变”);
②其中B历程表明此反应采用的条件为 (选填序号)。
A.升高温度 B.增大反应物的浓度
C.降低温度 D.使用催化剂
(3)1000℃时,硫酸钠与氢气发生下列反应:
该反应的平衡常数表达式为 。
(4)常温下,如果取0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计),测得混合液的pH=8。
①混合液中由水电离出的OH-浓度与0.1mol·L-1NaOH溶液中由水电离出的OH-浓度之比为 ;
②已知NH4A溶液为中性,又知将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,试推断(NH4)2CO3溶液的pH 7(填“<”、“>”或“=”)。
正确答案
(15分) (1)3FeO(s)+2Al(s)﹦Al2O3(s)+3Fe(s) △H=-859.7KJ/mol(3分)
(2) ①吸 增大 ② D (3) K= c4(H2O)/c4(H2) (4) ①107 ②>
试题分析:(1)根据盖斯定律可知②-①×3即得到3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s),所以该反应的反应热△H=-1675.7KJ/mol+272 KJ/mol×3=-859.7KJ/mol。
(2)①据图可判断反应物的总能量低于生成物的总能量,所以该反应是吸热反应。所以升高温度平衡向正反应方向移动,反应物的转化率增大。
②根据图像可知,B历程中活化能降低,所以改变的条件是使用了催化剂,答案选D。
(3)化学平衡常数是在一定条件下,当可逆反应达到平衡状态时,生成物浓度的幂之积和反应物浓度的幂之积的比值,所以根据方程式可知,K=c4(H2O)/c4(H2)。
(4)①取0.1mol·L-1HA溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合(混合后溶液体积的变化忽略不计),测得混合液的pH=8,这说明生成物NaA水解,促进水的电离,所以混合液中由水电离出的OH-浓度与0.1mol·L-1NaOH溶液中由水电离出的OH-浓度之比为10-6:10-13=07。
②NH4A溶液为中性,说明氨水的电离程度与HA的电离程度相等。又因为将HA溶液加到Na2CO3溶液中有气体放出,说明HA的酸性强于碳酸的酸性,所以(NH4)2CO3溶液中CO32-的水解程度大于NH4+的水解程度,则溶液的pH大于7。
点评:该题是高考中的常见题型,属于中等难度的试题。试题综合性强,难易适中,贴近高考。该题在注重对基础性知识考查与训练的同时,侧重对学生能力的培养与解题方法的指导与训练,有助于培养学生的逻辑推理能力,提高学生的应试能力与学习效率。
(5分)煤炭可以转化为清洁能源和化工原料。
(1)用煤可以制得水煤气。工业上可用煤和水通过水煤气法制氢气,已知下列热化学方程式:
C(s)+O2(g)=CO(g)
H1=-110.5 kJ/mol
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) H2=-483.6 kJ/mol
试求水煤气法制氢气的反应的反应热H3。
C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)H3= kJ/mol
(2)已知一氧化碳与水蒸气反应过程的能量变化如下图所示:则此反应为 (填“吸热”或“放热”)反应,反应的热化学方程式为 。
正确答案
(共5分) (1)+131.3(2分) (2)放热;
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol(2分,写高温条件不扣分)
(1)考查盖斯定律的应用。根据已知反应可知,①-②÷2即得到C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),所以反应热是-110.5 kJ/mol+483.6 kJ/mo÷2=+131.3 kJ/mol。
(2)根据图像可知,反应物的总能量高于生成物的总能量,所以是放热反应,放出的热量41 kJ,所以方程式为 CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) △H=-41 kJ/mol。
(6分)拆开1mol H—H键,1mol N—H键,1mol N三N键分别需要吸收的能量为436kJ ,391kJ,946kJ:则理论上,每生成1mol NH3, 热量(填:吸收或放出) kJ;事实上,反应的热量总小于理论值,为什么?
正确答案
放出(2分),46.2(2分);该反应是可逆反应,充分反应的最终结果是达到最大限度(既化学平衡状态),因此放出的热量总是小于理论计算值。(2分)
考查反应热的计算、化学反应能量变化的原因以及可逆反应的特点。在化学反应中断键是吸热的,形成化学键是放热的,如果断键吸收的能量高于形成化学键所放出的能量,则就是吸热反应,反之是放热反应。根据键能可知断键吸收的能量是436kJ×3+946 kJ=2254 kJ,形成化学键放出的能量是2×3×391 kJ=2346 kJ,所以是放热反应,即每生成2mol氨气放热是2346 kJ-2254 kJ=92 kJ,因此每生成1mol NH3放出46.kJ热量。因为氨气的合成是可逆反应,3魔力氢气和1mol氮气不可能生成2mol氨气,所以反应的热量总小于理论值。
2SO2(g)+O2(g)=2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示.已知1molSO2(g)氧化为1molSO3(g)的△H=-99kJ•mol-1.请回答下列问题:
(1)图中A、C分别表示______、______,E的大小对该反应的反应热______(填“有”或“无”)影响.该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点______(填“升高”还是“降低”),△H______(填“变大”、“变小”或“不变”),理由是______.
(2)图中△H=______KJ•mol-1.
正确答案
(1)因图中A、C分别表示反应物总能量、生成物总能量,E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,加入催化剂,活化能减小,反应反应热不变;
故答案为:反应物能量;生成物能量;无;降低;不变;因为催化剂改变了反应的历程使活化能E降低,但不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,不改变反应热;
(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.
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