- 化学反应热的计算
- 共551题
红磷P(s)和Cl2(g)发生反应生成PCl3(g)和PCl5(g)。反应过程和能量关系如图所示(图中的△H表示生成
l mol产物的数据)。
根据上图回答下列问题：
（1）P和Cl2反应生成PCl3的热化学方程式是_______________________________。
（2）PCl5分解成PCl3和Cl2的热化学方程式是_______________________________。上述分解反应是一个可逆反应。温度Tl时，在密闭容器中加入0．80mol PCl5，反应达平衡时PCl5还剩0．60mol，其分解率al等于_____________；若反应温度由Tl升高到T2，平衡时PCl5的分解率为a2，a2_________ al(填“大于”、“小于”或“等于”)。
（3）工业上制备PCl5通常分两步进行，先将P和Cl2反应生成中间产物PCl3，然后降温，再和Cl2反应生成PCl5。原因是____________________________。
（4）P和Cl2分两步反应生成1mol PCl5的△H3 = ________________，一步反应生成1mol PCl5的△H4
______△H3(填“大于”、“小于”或“等于”)。
（5）PCl5与足量水充分反应，最终生成两种酸，其化学方程式是：____________________________。
正确答案
（1）P(s)+Cl2(g)=PCl3(g) △H=-306kJ·mol-1
（2）PCl5(g)=PCl3(g)+Cl2(g) △H=+93kJ·mol-1；25%；大于
（3）两步反应都放热反应，降温有利于提高产率，防止产物分解
（4）-399kJ·mol-1；等于
（5）PCl3+4H2O==H3PO4+5HCl
化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量。如：H(g)＋I(g)→H－I(g)＋297KJ 即H－I键的键能为297kJ/mol，也可以理解为破坏1mol H－I键需要吸收297KJ的热量。化学反应的发生可以看成旧化学键的破坏和新化学键的形成。下表是一些键能数据。（单位：kJ/mol）
阅读上述信息，回答下列问题：
（1）根据表中数据判断CCl4的稳定性_________（填“大于”或“小于”）CF4的稳定性。试预测C－Br键的键能范围_________
（2）结合表中数据和热化学方程式H2(g)＋Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-QKJ/ mol；通过计算确定热化学方程式中Q的值为______________
（3）有人认为：H－O键的键能大于H－S键的键能，所以H2O的熔沸点高于H2S的熔沸点。你是否赞同这种观点？如不赞同，请说出你的解释。________________________________________
（4）①Si-Si键能小于Si-O键能的理由是：________________________________
②请写出晶体硅与氧气反应生成二氧化硅的热化学方程式：______________________________
正确答案
（1）小于；218KJ·mol-1；330KJ·mol-1
（2）185
（3）不赞同，H2O的熔沸点高于H2S是因为水分子间存在氢键，与键能无关
（4）①Si原子半径大于O原子，所以Si-Si的键长大于Si-O的键长，因而前者键能小于后者
②Si(s)+O2(g)=SiO2(s) △H=-991kJ/mo1
已知在25℃、1.013×105Pa下，1mol氢气完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量，请回答下列问题：
（1）生成物能量总和 （填“大于”、“小于”或“等于”）反应物能量总和
（2）若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量 （填“＞”、“＜”或“=”）570kJ
（3）现有250C、1.013×105Pa下的H2和CH4的混合气体0.5mol 完全燃烧生成一定质量的CO2气体和10.8gH2O（l），放出203kJ的热量，则1molCH4完全燃烧生成CO2气体和H2O（l）放出的热量为 kJ．
（4）美国阿波罗宇宙飞船上使用了一种新型装置，其构造如图所示：A、B两个电极均由多孔的碳块组成．
该电池的正极式为： ．若该电池工作时增加了1mol H2O，电路中转移电子的物质的量为 ．
（5）如果将上述装置中通入的H2改成CH4气体，也可以组成一个原电池装置，电池的总反应方程式为：CH4+2O2+2KOH=K2CO3+3H20，则该电池的负极反应式为： ．
正确答案
（1）反应放热，则生成物的总能量小于反应物的总能量，故答案为：小于；
（2）2mol氢气完全燃烧生成液态水放出570kJ的热量，但液态水变为气态水要吸热，若2mol氢气完全燃烧生成水蒸气，则放出的热量小于570kJ，故故答案为：＜；
（3）设混合气体中含有xmolCH4，则H2的物质的量为（0.5-x）mol，设1molCH4完全燃烧生成CO2气体和H2O（l）放出的热量为QkJ，
则有：
解之得：x=0.1，Q=890，
故答案为：890；
（4）碱性氢氧燃料电池中，通入氢气的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为H2-2e-+OH-=2H2O，通入氧气的一极为原电池的正极，发生还原反应，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-，总反应式为O2+2H2=2H2O，生成1molH2O时，有
（5）根据总反应式可知，通入甲烷的一极为原电池的负极，发生氧化反应，电极反应式为CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O，
故答案为：CH4+10OH--8e-=CO32-+7H2O．
如图是198K时N2与H2反应过程中能量变化的曲线图．下列叙述正确的是（ ）
正确答案
A、热化学方程式必须标注物质的聚集状态反应的焓变，该反应的热化学方程式为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g），△H=-92kJ•mol-1，故A错误；
B、催化剂能改变反应的路径，使发生反应所需的活化能降低，但不改变化学平衡，反应的热效应不变，故图象中的b曲线是加入正催化剂时的能量变化曲线，故B错误；
C、催化剂能改变反应的路径，使发生反应所需的活化能降低，但不改变化学平衡，反应的热效应不变，故C错误；
D、向密闭容器中通入1mol N2和3mol H2，不可能完全转化，所以达到平衡时放出热量Q1kJ＜92.4kJ；另一容积相同的密闭容器中通入2mol N2和6mol H2，达到平衡时放出热量理论上讲应该是2×92.2kJ=184KJ，但反应物不可能充分进行彻底，所以Q2＜184KJ，同时通入2mol N2和6mol H2的压强比通入1mol N2和3mol H2的大了，平衡还会向正向移动，放出的热量还会增大，即Q2＞2Q1，故D正确．
故选D．
化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量．如：H（g）+I（g）=H-I（g）；△H=-297kJ•mol-1，即H-I键的键能为297kJ•mol-1，也可以理解为破坏1mol H-I键需要吸收297kJ的热量．化学反应的发生可以看成旧化学键的破坏和新化学键的形成．下表是一些键能数据．（单位：kJ•mol-1）
阅读上述信息，回答下列问题：
（1）你认为键能与物质的热稳定性的关系是：______．
所以CF4的化学稳定性比CCl4______（填“强”或“差”或“相同”）
（2）结合表中数据和热化学方程式H2（g）+Cl2（g）=2HCl（g）△H=-Q kJ•mol-1；通过计算确定热化学方程式中Q的值为______．
（3）根据H-Br、H-Cl、H-F的键能大小比较，你能从原子结构方面得到什么结论：______．由此可推出H-O键的键能最佳估值范围为：______kJ•mol-1＜E（H-O）＜______kJ•mol-1．
正确答案
（1）键能越大，破坏该键越难，即该键越稳定；C-F键的键能大于C-Cl键的键能，所以CF4的化学稳定性比CCl4强．
故答案为：键能越大，物质的热稳定性越强；强．
（2）Q=生成物的键能减反应物的键能=2×431 kJ•mol-1-436kJ•mol-1-243kJ•mol-1=183kJ•mol-1
故答案为：183；
（3）根据图表知，H-Br、H-Cl、H-F的键能依次增大，Br、Cl、F的原子半径依次减小，键长依次减小，所以原子半径越小，形成的键长越短，键长越短键能越大；
根据原子半径与键长、键能的关系知，H-O键的键能应小于H-F键的、大于H-H减的键能．
故答案为：原子半径越小，形成的键长越短，键长越短键能越大；
393 kJ•mol-1＜E（H-O）＜565 kJ•mol-1
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