- 化学反应与能量
- 共8781题
(12分)写出该反应的热化学方程式
(1)1molC2H5OH(l)完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出1366.8kJ热量。
(2)0.2molC2H2(g)在氧气中完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l),放出259.88kJ热量。
(3)1molC(石墨)与适量H2O(g)反应生成CO(g)和H2(g),吸收131.3kJ热量。
(4)0.3mol的气态高能原料乙硼烷(B2H6)在氧气中燃烧,生成固态三氧化二硼和液态水,放出649.5KJ的热量。
正确答案
(1)C2H5OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(l) △H=-1366.8kJ.mol-1
(2)2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) △H=-2598.8kJ.mol-1
(3)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) △H=131.3kJ.mol-1
(4)B2H6(g)+3O2(g)=B2O3(s)+3H2O(l) △H=-2165kJ.mol-1
略
(1)由磷灰石[主要成分Ca5(PO4)3F]在高温下制备黄磷(P4)的热化学方程式为:4Ca5(PO4)3F(s)+21SiO2(s)+30C(s)=3P4(g)+20CaSiO3(s)+30CO(g)+SiF4(g) ΔH
①上述反应中,副产物矿渣可用来________。
②已知相同条件下:
4Ca5(PO4)3F(s)+3SiO2(s)=6Ca3(PO4)2(s)+2CaSiO3(s)+SiF4(g) ΔH1
2Ca3(PO4)2(s)+10C(s)=P4(g)+6CaO(s)+10CO(g) ΔH2
SiO2(s)+CaO(s)=CaSiO3(s) ΔH3
用ΔH1、ΔH2和ΔH3表示ΔH,ΔH=____________。
(2)(江苏)用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:
①Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g)ΔH1=+64.39 kJ·mol-1
②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)ΔH2=-196.46 kJ·mol-1
③H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH3=-285.84 kJ·mol-1
在H2SO4溶液中,Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为_________________________________________________________________。
正确答案
(1)①制玻璃 ②ΔH1+3ΔH2+18ΔH3
(2)Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=-319.68 kJ·mol-1
(1)①CaSiO3为玻璃的成分之一,从而确定矿渣用途。②根据盖斯定律知ΔH=ΔH1+3ΔH2+18ΔH3。
(2)由热化学方程式①+×②+③得:
Cu(s)+2H+(aq)+H2O2(l)=Cu2+(aq)+2H2O(l)
ΔH=ΔH1+×ΔH2+ΔH3=+64.39 kJ·mol-1+
×(-196.46 kJ·mol-1)+(-285.84 kJ·mol-1)=-319.68 kJ·mol-1。
(4分)已知:C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH="-437.3" kJ·mol一1
H2(g)+O2(g)
H2O(g) ΔH ="-285.8" kJ·mol一1
CO(g)+O2(g)
CO2(g) ΔH ="-283.0" kJ·mol一1
则煤的气化主要反应(碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气)的热化学方程式是
正确答案
(4分)C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) ΔH=131.5 kJ·mol-1(热化学方程式状态漏写或反应热错均不得分)
①C(s)+O2(g) CO2(g) ΔH="-437.3" kJ·mol一1
②H2(g)+O2(g)
H2O(g) ΔH ="-285.8" kJ·mol一1
? CO(g)+O2(g)
CO2(g) ΔH ="-283.0" kJ·mol一1
①+(-②)+(-?),得C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) ΔH=+131.5 kJ·mol-1
点评:考查热化学方程式的相关计算;
(6分)2008年北京奥运会所用火炬燃料为丙烷(C3H8),悉尼奥运会所用火炬燃料为65%丁烷(C4H10)和35%丙烷(C3H8),已知常温下1mol丙烷燃烧放出2220kJ热量,1mol正丁烷燃烧放出2878kJ热量,1mol异丁烷燃烧放出2869.6kJ热量。试回答下列问题:
(1)表示正丁烷燃烧的热化学反应方程式 ;
(2)下列有关说法正确的是 ;
(3)已知1mol H2燃烧生成液态水放出热量是285.8 kJ,现有5mol 氢气和丙烷的混合气体,完全燃烧时放热3847kJ,则氢气和丙烷的体积比为 。
正确答案
(1)C4H10(正丁烷,g) + 13/2O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l) △H=" -2878" kJ•mol-1_(2分,其他合理答案都对);
(2)A C(2分,有错全扣,不全扣1分);
(3)3:1(2分)
(2)B:由题设条件可知单位质量的丙烷与正丁烷燃烧放出的热量分别为50.5kJ和49.6;C:等量的正丁烷与异丁烷燃烧放出的热量前者大,故正丁烷自身的能量大,相对不稳定。D:两者的碳氢键数目相同。
(3)设氢气为xmol,则285.8x + 2220×(5—x)=3847,求解即可
(3分)工业制氢气的一个重要反应是:CO(s)+ H2O(g) ="=" CO2(g) + H2(g)
已知25℃时:C(石墨) +O2 (g) == CO2(g) △H1 =-394 kJ·mol-1
C(石墨) +1/2O2 (g) == CO (g) △H2 =-111 kJ·mol-1
H2(g) +1/2O2 (g)== H2O(g) △H3=-242kJ·mol-1
试计算25℃时CO(s)+ H2O(g) ="=" CO2(g) + H2(g)的反应热_______ kJ·mol-1
正确答案
(3分)-41
略
(6分)写出下列热化学方程式
(1)已知25℃、101kpa下,1gC8H18(辛烷)燃烧生成二氧化碳和液态水时放出48.40kJ热量。写出25℃、101kPa时的辛烷燃烧热的热化学方程式
。
(2) 在一定条件下,N2和H2完全反应生成1molNH3放热46.0kJ热量。写出氨分解为氢气和氮气的热化学方程式 。
正确答案
(1) C8H18(l) + 25/2O2 (g)=8CO2(g) + 9H2O (l) △H =- 5517.6kJ·mol-1 .
(2) 2NH3(g) N2(g) + 3H2 (g) △H =" +" 92kJ·mol-1 .
(1)考查热化学方程式的书写。因为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。由题意知1mol辛烷完全燃烧放出的热量是114×48.40kJ=5517.6 kJ。故辛烷燃烧热的热化学方程式为C8H18(l) + 25/2O2 (g)=8CO2(g) + 9H2O (l) △H =- 5517.6kJ·mol-1。
(2)对于可逆反应若正反应是放热反应,则逆反应一定是吸热反应,反之亦然。
(6分)按要求回答下列问题:
(1)已知在200℃,101kPa时,H2与碘蒸气作用生成1mol HI放出7.45kJ热量,则该反应的热化学方程式为 。
(2)太阳能的开发和利用是21世纪一个重要课题。利用储能介质储存太阳能的原理是:白天在太阳照射下使某种盐熔化,吸收热量,晚间熔盐固化释放出相应能量。已知下列数据:
序号
盐
熔点/℃
熔化热/
参考价格/
①
CaCl2·6H2O
29.0
37.3
780~850
②
Na2SO4·10H2O
32.4
77.0
800~900
③
Na2HPO4·12H2O
36.1
100.1
1800~2400
④
Na2SiO3·5H2O
52.5
49.7
1400~1800
其中最适宜作为储能介质的是 。(选填物质序号)
(3)离子晶体晶格能的定义是气态离子形成1mol离子晶体释放的能量,通常取正值。现已知:
正确答案
(1)(2分)
(2)② (2分)
(3)786.7 (2分)
略
(5分)同素异形体相互转化的反应热相当少而且转化速率较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难,现在可根据盖斯定律进行计算。
已知:P4(固体.白磷)+5O2(气体)= P4O10(固体) △H=-2983.2kJ·mol-1 ①
P(固体.红磷)+5/4 O2(气体)=1/4 P4O10(固体) △H=-738.5kJ·mol-1 ②
由热化学方程式来看,更稳定的磷的同素异形体是 。试写出白磷转化为红磷的热化学方程式 。
正确答案
略
(2分)已知C2H5OH(g)+3O2(g)==2CO2(g)+3H2O(g),△H1 kJ·mol-1; H2O(g)==H2O(1),△H2 kJ·mol-1; C2H5OH(g)==C2H5OH(1),△H3 kJ·mol-1,若使23 g C2H5OH(1)完全燃烧生成H2O(1),则放出的热量为
正确答案
(2分)—(△H1-△H3+3△H2)/2 kJ
略
(3分)已知下列反应的焓变
(1)CH3COOH(l)+2O2(g)==2CO2(g)+2H2O(l) △H1="-870.3kJ/mol "
(2)C(s)+O2(g) ==CO2(g) △H2=-393.5kJ/mol
(3) 2 H2(g)+O2(g) ==2H2O(l) △H3= -285.8kJ/mol
试计算反应2C(s)+2H2(g)+O2(g) ==CH3COOH(l)的焓变ΔH=
正确答案
(3分)-202.5 kJ·mol-1
略
为了减少CO对大气的污染,某研究性学习小组拟研究CO和H2O反应转化为绿色能源H2。已知:
2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH =-566 kJ·moL-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH =-483.6 kJ·moL-1
H2O(g)=H2O(l) ΔH =-44.0 kJ·moL-1
(1)氢气的标准燃烧热△H = kJ·moL-1。
(2)写出CO和H2O(g)作用生成CO2和H2的热化学方程式: 。
(3)H2是一种理想的绿色能源,可作燃料电池;若该氢氧燃料电池以KOH为电解质溶液,其负极的电极反应式是 。
正确答案
(1)-285.8(2)CO(g)+ H2O(g)= CO2(g) + H2(g) ΔH =-41.2 kJ·moL-1(化学式错误、配平错误、△H(含单位)没写或写错、物质的聚集状态没写或写错的均不给分,下同)(3)H2-2e‑+2OH- =2H2O
试题分析:(1)已知:①2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6KJ•moL-1;②H2O (g)=H2O(l)△H=-44.0KJ•moL-1;根据盖斯定律,①×1/2+②得H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)△H=1/2×(-483.6KJ•moL-1)+(-44.0KJ•moL-1)=-285.8KJ•moL-1;(2)已知:①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-566kJ•moL-1;②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6KJ•moL-1根据盖斯定律,①-②得2CO(g)+2H2O(g)=2H2(g)+2CO2(g)△H=-566kJ•moL-1-(-483.6KJ•moL-1)=-82.4KJ•moL-1;CO(g)+H2O(g)=H2(g)+CO2(g)△H=-41.2KJ•moL-1;原电池负极发生氧化反应,氢气在负极放电,在碱性条件下,氢气放电生成水,负极电极反应式为H2-2e-+2OH-═2H2O。
研究二氧化硫、氮氧化物、PM2.5等大气污染物的治理具有重要意义。
(1)对PM2.5样本用蒸馏水处理制成待测试样。若测得该试样中除H+和OH﹣外其它水溶性离子的化学组分及其平均浓度如下表:
根据表中数据判断试样的pH =
(2)含SO2的工业废气处理:废气的将含有SO2的废气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫,在废气脱硫的过程中,所用的石灰石浆液在进入脱硫装置前,需通一段时间的二氧化碳,以增加其脱硫效率;脱硫时控制浆液的pH值,此时浆液含有的亚硫酸氢钙可以被氧气快速氧化生成硫酸钙。
二氧化碳与石灰石浆液反应得到的产物为 。
亚硫酸氢钙被足量氧气氧化生成硫酸钙的化学方程式为 。
(3)汽车尾气中NOx和CO的生成及转化。
①已知气缸中生成NO的反应为:N2(g)+O2(g) 2NO(g)
H>0
汽车启动后,气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是 。
②在汽车尾气系统中安装催化转化器,使NO和CO迅速发生反应转化成对环境无污染的气体,可减少CO和NO的污染,反应的化学方程式为 。
(4)用CH4催化还原NOx可消除氮的氧化物的污染。例如:
CH4(g)+4NO2(g)= 4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ·mol—1
CH4(g)+4NO(g)= 2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ·mol—1
H2O(g)= H2O(l)△H=-144kJ·mol—1
取标准状况下4.48LCH4还原NO2和NO的混合物,若氮氧化物完全被还原,且生成H2O(l),则放出的总热量Q的取值范围是 。
正确答案
(1)4 (3分)
(2)Ca(HCO3)2或碳酸氢钙(2分) Ca(HSO3)2 + O2 = CaSO4 + H2SO4(2分)
(3)①温度升高,反应速率加快,且平衡向正反应方向移动(2分)
②2CO + 2NO 2CO2 + N2 (2分)
(4)191kJ﹤Q﹤249.6kJ(4分)
试题分析:(1)观察表格中发现NH4+水解显酸性,PM2.5的酸碱性为酸性。试样的pH值根据溶液中电荷守恒计算H+离子浓度为10-4,PH值为4;
(2)CO2与CaCO3反应生成易溶的Ca(HCO3)2;亚硫酸氢钙具有还原性,可被氧化为硫酸钙,反应的方程式为Ca(HSO3)2 + O2 = CaSO4 + H2SO4;
(3)①气缸温度越高,单位时间内NO排放量越大,原因是温度升高,反应速率加快,平衡右移;
②汽车尾气系统中装置反应的化学方程式为 2CO + 2NO 2CO2 + N2;
(4)①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l)△H=-574kJ•mol-1
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-44.0kJ•mol-1
由盖斯定律①+②+③×2得到:CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(l);△H="-1910" kJ•mol-1;
则热化学方程式为:④CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(l);△H=-955 kJ•mol-1;
由盖斯定律②+③×2得到:⑤CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1248kJ•mol-1
标准状况下4.48LCH4物质的量为0.2mol,用极限法,如果全部按照④,放出热量191kJ,如果全部按照⑤,放出热量249.6kJ,所以Q的取值范围是191kJ﹤Q﹤249.6kJ。
(13分)(1)1g碳与适量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收10.94KJ热量,热化学方程式为
(2)已知在1×105 Pa、298 K条件下,2 mol氢气燃烧生成液态水放出571.6kJ的热量,表示氢气燃烧热的热化学方程式是
(3)Na2CO3等溶液不能存放在磨口玻璃塞的试剂瓶中,其原因是(结合离子方程式说明): ;把三氯化铁溶液蒸干并充分灼烧,最后得到的固体产物是(化学式) ;相关反应的方程式是: 、 ;配制FeCl2溶液时,应加入 ,以抑制Fe2+的水解,还应加入少量铁粉,目的是: 。
正确答案
(1) C(s)+ H2O(g) == CO(g) + H2(g)ΔH== +131.3KJ·mol—1
(2) H2(g)+O2(g)===H2O(l) ΔH=-285.6 kJ·mol-1
(3)CO32-+H2O HCO3-+OH-(结合文字说明);Fe2O3;
Fe3+ + 3H2OFe(OH)3 + 3H+、2Fe(OH)3=△=Fe2O3+3H2O; 盐酸; 防止Fe2+被氧化。
热化学方程式的书写注意:①各物质后括号内注明聚集状态
②ΔH后注明“+”或“-”,表示吸热或放热
③ΔH的数值与化学反应方程式的化学计量系数对应,在热化学方程式中,化学反应方程式的化学计量系数表示参加反应物质的物质的量
④ΔH的单位:KJ·mol—1或J·mol—1
(1)热量的换算:10.94KJ/(1g /12g.mol-1)=131.3KJ·mol—1
(2)燃烧热的定义:在25℃,101 kPa时,1 mol可燃物完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
(3)因为Na2CO3水解使溶液显碱性,而OH-会与玻璃中的二氧化硅反应,生成粘性的硅酸钠,使瓶塞打不开;
三氯化铁溶液中,三氯化铁水解生成氢氧化铁,蒸干,得:氢氧化铁,并充分灼烧, 氢氧化铁分解生成Fe2O3;
(4分)
已知下列两个热化学方程式:
H2(g)+O2(g)====H2O(l)△H=-285kJ·mol-1
C3H8(g)+5O2(g)====3CO2(g)+4H2O(l)△H=-2220.0kJ·mol-1
(1)实验测得H2和C3 H8的混合气体共5 mol,完全燃烧生成液态水时放热6262.5kJ,则混合气体中H2和C3 H8的体积比是_______;
(2)已知:H2O(l)====H2O(g) △H=+44.0kJ·mol-1,写出丙烷燃烧生成CO2和气态水的热化学方程式_________________________________________。
正确答案
(4分)
(1)1∶1(2分)
(2)C3H8(g)+502(g)====3CO2(g)+4H2O(g);△H=-2044.0kJ·mol-1(2分)
略
(7分)由氢气和氧气反应生成1 mol水蒸气放热241.8 kJ,写出该反应的热化学方程式__________________________________。若1g水蒸气转化成液态水放热2.444 kJ,则反应2H2(g)+ O2(g) === 2H2O(l)的△H=_______________,氢气的燃烧热为_______________。
正确答案
(7分)H2(g)+ O2(g) === 2H2O(g) △H=-241.8kJ•mol-1 -571.6 kJ·mol-1 285.8 kJ·mol-1
略
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