- 化学反应热的计算
- 共551题
已知298K时,2SO2(g)+O2(g)⇌2SO3(g)△H=-197kJ•mol-1.在同一温度和压强下,向某密闭容器中通入2mol SO4和1mol O2达到平衡时,反应放出的热量为Q1,向另一相同的密闭容器中通入1mol SO2和0.5mol O2,达到平衡时放出的热量为Q2.下列关系正确的是( )
正确答案
解析
解:反应的热化学方程式为:2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-197kJ/mol,
由热化学方程式可知,在上述条件下反应生成2molSO3气体放热197kJ,加入2mol SO2和1molO2,生成的三氧化硫量小于2mol,所以Q1<197kJ,
通入1mol SO2和0.5molO2,如果转化率与加入2mol SO2和1molO2相同,则放热为kJ,但是此时体系压强比加入2mol SO2和1molO2要小,所以平衡会向左移动,所以实际放出的热量<
kJ,即2Q2<Q1,综上得:2Q2<Q1<197kJ,所以Q2<Q1<197kJ,
故选C.
已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)═H2O(g)△H1=a kJ•mol-1②2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H2=b kJ•mol-1
③H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H3=c kJ•mol-1④2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H4=d kJ•mol-1
下列关系式中正确的是( )
正确答案
解析
解:A、反应①和③相比较,反应物相同,①的产物的能量高比③高,则放出的热量比③少,a比c大,故A错误;
B、氢气的燃烧是放热反应,即b和d均为负值,故B错误;
C、反应②是①的二倍,故b=2a,而且燃烧放热,即b=2a<0,故C正确;
D、氢气的燃烧是放热反应,即c和d均为负值,故D错误;
故选C.
已知下列两个反应:a.C2H2(g)+H2(g)=C2H4(g)△H<0
b.2CH4(g)=C2H4(g)+2H2(g)△H>0
判断以下3个热化学方程式△H1、△H2、△H3由大到小的顺序是______.
①C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H1
②C(s)+H2(g)=
C2H2(g)△H2
③C(s)+H2(g)=C2H4(g)△H3.
正确答案
解:①C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H1;
②C(s)+H2(g)=
C2H2(g)△H2;
③C(s)+H2(g)=C2H4(g)△H3
利用盖斯定律,2×【③-②】,得到C2H2(g)+H2(g)═C2H4(g)△H=2×(△H3-△H2),
与题干中的a中的方程式一样,而a中的反应为放热反应,则2×(△H3-△H2)<0,所以△H3<△H2;
同理:2×【(3)-(1)】,得到2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g)△H=2×(△H3-△H1),
与题干中的b中的方程式一样,而b中的反应为吸热反应,则2×(△H3-△H1)>0,所以△H3>△H1;
综上所述△H2>△H3>△H1,
故答案为:△H2>△H3>△H1;
解析
解:①C(s)+2H2(g)=CH4(g)△H1;
②C(s)+H2(g)=
C2H2(g)△H2;
③C(s)+H2(g)=C2H4(g)△H3
利用盖斯定律,2×【③-②】,得到C2H2(g)+H2(g)═C2H4(g)△H=2×(△H3-△H2),
与题干中的a中的方程式一样,而a中的反应为放热反应,则2×(△H3-△H2)<0,所以△H3<△H2;
同理:2×【(3)-(1)】,得到2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g)△H=2×(△H3-△H1),
与题干中的b中的方程式一样,而b中的反应为吸热反应,则2×(△H3-△H1)>0,所以△H3>△H1;
综上所述△H2>△H3>△H1,
故答案为:△H2>△H3>△H1;
温室效应和资源短缺等问题,如何降低大气中的CO2含量并加以开发利用,引起了各国的普遍重视.目前工业上有一种方法是用CO2生产燃料甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g),如图表示该反应进行过程中能量(单位为kJ•mol-1)的变化.
(1)关于该反应的下列说法中,正确的是______.
A.△H>0,△S>0; B.△H>0,△S<0;
C.△H<0,△S<0; D.△H<0,△S>0.
(2)该反应平衡常数K的表达式为______.
(3)温度降低,平衡常数K______(填“增大”、“不变”或“减小”).
(4)为探究反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的密闭容器中,充入1mol CO2和3mol H2,测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如下图所示.从反应开始到平衡,用氢气浓度变化表示的平均反应速率v(H2)______mol•L-1•min-1.
(5)下列措施中能使增大的有______.
A.升高温度; B.加入催化剂;
C.将H2O(g)从体系中分离;D.充入He(g),使体系总压强增大.
正确答案
解:(1)由图象可知,反应物的能量高,生成物的能量低,该费用为放热反应,故△H<0;反应后气体体积减小,△S<0;故答案为:C;
(2)该反应平衡常数K的表达式为,故答案为:
;
(3)温度降低,平衡向放热的方向移动即正反应方向,所以平衡常数增大,故答案为:增大;
(4)由图象可知v(CO2)==0.075mol/(L•min),根据反应速率之比等于化学计量数之比可知v(H2)=3v(CO2)=3×0.075mol/(L•min)=0.225 mol/(L•min),故答案为:0.225 mol/(L•min);
(5)A、升高温度,平衡向逆反应方向移动,甲醇与二氧化碳的物质的量比值减小,故A错误;
B、加入催化剂,平衡不移动,二者比值不变,故B错误;
C、将H2O(g)从体系中分离,生成物的浓度减小,平衡向正反应方向移动,二者比值变大,故C正确;
D、充入He(g),使体系总压强增大,但是He不参与反应,我们研究的反应体系的分压不变,各物质的浓度不变,平衡不移动,故D错误;
故答案为:C.
解析
解:(1)由图象可知,反应物的能量高,生成物的能量低,该费用为放热反应,故△H<0;反应后气体体积减小,△S<0;故答案为:C;
(2)该反应平衡常数K的表达式为,故答案为:
;
(3)温度降低,平衡向放热的方向移动即正反应方向,所以平衡常数增大,故答案为:增大;
(4)由图象可知v(CO2)==0.075mol/(L•min),根据反应速率之比等于化学计量数之比可知v(H2)=3v(CO2)=3×0.075mol/(L•min)=0.225 mol/(L•min),故答案为:0.225 mol/(L•min);
(5)A、升高温度,平衡向逆反应方向移动,甲醇与二氧化碳的物质的量比值减小,故A错误;
B、加入催化剂,平衡不移动,二者比值不变,故B错误;
C、将H2O(g)从体系中分离,生成物的浓度减小,平衡向正反应方向移动,二者比值变大,故C正确;
D、充入He(g),使体系总压强增大,但是He不参与反应,我们研究的反应体系的分压不变,各物质的浓度不变,平衡不移动,故D错误;
故答案为:C.
在相同温度下,下列两个反应放出的热量分别用Q1和Q2表示:2H2(气)+O2(气)=2H2O(气)+Q1
2H2(气)+O2(气)=2H2O(液)+O2则Q1与O2的关系为( )
正确答案
解析
解:由题意可知:①2H2(g)+O2(g)═2H2O(g)△H=-Q1kJ/mol,
②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=-Q2kJ/mol,
利用盖斯定律将②-①可得:2H2O(g)=2H2O(l)△H=(Q1-Q2)kJ/mol,
气态水变为液态水放热,
Q1-Q2<0,
则Q1<Q2,
故选A.
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