- 化学反应与能量
- 共8781题
(8分)(1)已知H2(g)燃烧热为-285.8kJ·mol-1用太阳能分解10mol水消耗的能量是_____________kJ;
(2)已知0.4 mol液态肼(N2 H4)与足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65 kJ的热量。写出该该反应的热化学方程式__________________________________________________。
又已知 H2O(l)=== H2O(g)ΔH=+44kJ·mol-1则16g液态肼与足量H2O2反应,生成氮气和液态水放出的热量是_____________ kJ。
上述反应应用于火箭推进剂,除释放大量的热和快速产生大量气体外,还有一个很突出的优点是____________________________________________________________。
正确答案
(8分,每空2分)(1)2858
(2)N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=—641.625kJ/mol
408.8 生成的N2和 H2O,对环境无污染。
(1)H2(g)燃烧热为-285.8kJ·mol-1,这说明分解1mol水需要消耗285.8kJ能量,所以用太阳能分解10mol水消耗的能量是285.8kJ×10=2858kJ。
(2).4 mol液态肼(N2 H4)与足量H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256.65 kJ的热量。
则1mol液态肼完全燃烧放出的能量是256.65 kJ×1mol÷0.4mol=641.625kJ,所以热化学方程式为N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=—641.625kJ/mol。16g液态肼是0.5mol,完全燃烧生成2mol水蒸气放出热量是641.625kJ÷2=320.8125kJ。其中2mol水蒸气变成液态水有放出44kJ×2=88kJ,所以最终放出的热量是320.8125kJ+88kJ=408.8kJ。根据方程式可知,生成物是N2和 H2O,对环境无污染。
(1)实验测得,5g甲醇在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5kJ的热量,试写出甲醇燃烧的热化学方程式: 。
(2)已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=a kJ/mol。试根据表中所列键能数据估算a的数值: 。
(3)依据盖斯定律可以对某些难以通过实验直接测定的化学反应的焓变进行推算。
已知:
C(s,石墨)+O2(g)CO2(g) △H1=-393.5kJ?mol-1 ①
2H2(g)+O2(g)2H2O(1) △H2=-571.6kJ?mol-1 ②
2C2H2(g)+5O2(g)4CO2(g)+2H2O(l) △H3 =-2599kJ?mol-1 ③
根据盖斯定律,计算298K时由C(s,石墨)和H2(g)生成1mol C2H2(g)反应的焓变: 。
正确答案
(1)2CH3OH(1)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1452.8 kJ/mol
(2)-93 (3)△H=+226.7 kJ/mol
(1)甲醇燃烧化学方程式为:2CH3OH+3O2(g)2CO2(g)+4H2O,故2mol甲醇燃烧放出的热量为
1452.8kJ,故热化学方程式为:2CH3OH(1)+3O2(g)===2CO2(g)+4H2O(l) △H=-1452.8 kJ/mol
(2)△H=反应物的键能之和—生成物的键能之和=945+3×436—2×3×391=-93kJ/mol
(3)依据盖斯定律可知,2×①+②/2 —③/2:
2C(s,石墨)+H2(g)=C2H2(g) △H=+226.7 kJ/mol
(6 分)课本“交流•研讨”栏目有这样一组数据:破坏1mol氢气中的化学键需要吸收436kJ能量;破坏1/2mol 氧气中的化学键需要吸收249kJ的能量;形成水分子中1 molH—O键能够释放463kJ 能量。
下图表示氢气和氧气反应过程中能量的变化,请将图中①、②、③的能量变化的数值,填在下边的横线上。
① _______________ kJ ②________________ kJ ③_________________kJ
正确答案
(6分,每空2分)①1370 ②1850 ③482
试题分析:①表示破坏反应物中化学键所吸水的能量,所以根据氢气和氧气的键能并结合化学方程式可知应该是436kJ×2+249kJ×2=1370kJ;②表示形成水时放出的能量,因此根据键能可知,应该是463kJ×2×2=1850kJ,所以该反应实际放出的热量是1850kJ-1370kJ=482kJ。
点评:反应热从微观的角度分析,就是断键吸收的能量和形成化学键随放出的能量的差值,据此可以列式进行计算。
(6分)煤燃烧的反应热可通过两个途径来利用:a.利用煤在充足空气中直接燃烧产生的反应热;b.先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳。然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的化学方程式为:
a. C(s)+ O2(g) = CO2(g) △H=E1 ①
b. C(s) + H2O(g) = CO(g)+ H2(g) △H=E2 ②
H2(g)+ 1/2 O2(g) = H2O(g) △H=E3 ③
CO(g)+ 1/2 O2(g) = CO2(g) △H=E4 ④
回答:⑴与途径a相比途径b有较多的优点,即 。
(2)等质量的煤分别通过以上两条不同的途径产生的可利用的总能量关系正确的是
A、a比b多 B、a比b少 C、a与b在理论上相同
(3)根据能量守恒定律,E1、E2、E3、E4之间的关系为 _
正确答案
(1)固体煤经处理变成气体燃料后,不仅可以大大减少SO2和烟尘对空气造成的污染,而且燃烧效率高,也便于运输。 (2)C (3)E1=E2+E3+E4(每题2分)
(1)途径b是煤的气化,这样固体煤经处理变成气体燃料后,不仅可以大大减少SO2和烟尘对空气造成的污染,而且燃烧效率高,也便于运输。
(2)根据能量守恒定律和盖斯定律可知E1=E2+E3+E4,所以选项C正确,答案选C。
(9分)(1)1 mol气态钠离子和1 mol气态氯离子结合生成1 mol氯化钠晶体释放出的热能为氯化钠晶体的晶格能。
①下列热化学方程式中,能直接表示出氯化钠晶体晶格能的是____________。
E.Cl2(g)―→Cl(g);△Q4
F.Cl(g)+e-―→Cl-(g);△Q5
②写出△Q1与△Q、△Q2、△Q3、△Q4、△Q5之间的关系式________________________________________________________________________
(2)可逆反应:aA(g)+bB(g) cC(g)+dD(g),取a mol A和b mol B置于V L密闭容器中,2 min后,测得容器中A的浓度为x mol·L-1,以物质C的浓度变化来表示这段时间内反应的平均速率应为__________ __。
正确答案
(1) ①A ②△Q1=△Q+△Q2+△Q3+△Q4+△Q5
(2) mol/(L·min)
⑴①由晶格能的定义,气态钠离子、气态氯离子、生成1 mol氯化钠晶体、释放出的热能,所以A正确。
②△Q1=△Q+△Q2+△Q3+△Q4+△Q5
⑵ mol/(L·min)
(14分)
(1)火箭发射时可用肼(N2H4)为燃料,以二氧化氮作氧化剂,它们相互反应生成氮气和水蒸气。
已知:N2(g) + 2O2(g)= 2NO2(g) △H =" +67.7" kJ/mol;
N2H4(g)+ O2(g)=N2(g)+2H2O(g) △H=-534 kJ/mol
则N2H4和NO2反应生成氮气和水蒸气的热化学方程式为__________________ 。
(2)已知:常温下0.1mol/L的某酸H2A的pH=4,则该酸为 酸(填“强”或“弱”), H2A的电离方程式为 ,该溶液中由水电离出的c(H+)= 。
(3)一定温度下,两种酸:a、盐酸 b、醋酸:
①当两种酸的物质的量浓度相同时,c(H+):a b(填“>”、“<”或“=”,下同)。
②在pH相同、体积相同的两种酸溶液中加入过量的铁粉,反应结束时生成H2的总体积:a b。
③将pH相同,体积相同的两种酸溶液分别加水稀释100倍,所得溶液的pH值:a b
正确答案
(14分)(每空2分)
(1)2N2H4(g) +2NO2(g)==3N2(g)+4H2O(g) △H=-1135.7kJ/mol
(2)弱,H2AH++HA—,10—10mol/L
(3)①> ②< ③>
略
(8分)、(1)写出下列反应的热化学方程式
①1molN2 (g)与适量O2 (g)反应生成NO(g),需吸收68kJ的热量
②1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量
(2)氢氧燃料电池是将H2通入负极,O2通入正极而发生电池反应的,其能量转换率高。
①若电解质溶液为KOH,其正极反应方程式为:
②若电解质溶液为硫酸,负极反应方程式为: 。
正确答案
(1)①N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H =+68kJ/mol
② S(s)+ O2(g)=S O2(g)△H =-299.52 kJ/mol
(2) ① O2 + 4 e-+ 2 H2O=4OH- ②2 H2-4e-= 4 H+ (每小题2分)
考查热化学方程式即电极反应式的书写。热化学方程式是表示化学反应与反应热关系的方程式。书写和应用热化学方程式时必须注意以下几点:
①明确写出反应的计量方程式,各物质化学式前的化学计量系数可以是整数,也可以是分数。
②各物质化学式右侧用圆括弧()表明物质的聚集状态。可以用g、l、s分别代表气态、液态、固态。固体有不同晶态时,还需将晶态注明,例如S(斜方),S(单斜),C(石墨),C(金刚石)等。溶液中的反应物质,则须注明其浓度,以aq代表水溶液,(aq) 代表无限稀释水溶液。
③反应热与反应方程式相互对应。若反应式的书写形式不同,则相应的化学计量系数不同,故反应热亦不同。
④热化学方程式必须标明反应的浓度、温度和压力等条件,若在常温常压时可省略。
(1)①反应是吸热的,所以热化学方程式是N2(g)+ O2(g)=2NO(g) △H =+68kJ/mol
②1g 硫粉在氧气中充分燃烧放出 9.36kJ热量,则1molS燃烧放出的热量是 9.36kJ×32=299.52 kJ,所以热化学方程式是S(s)+ O2(g)=S O2(g)△H =-299.52 kJ/mol
(2)原电池中负极失去电子,正极得到电子,所以氢气在负极通入,氧气在正极通入,如果电解质溶液为KOH,则正极反应方程式为 O2 + 4 e-+ 2 H2O=4OH-;电解质溶液为硫酸,则负极反应方程式为2 H2-4e-= 4 H+。
在101kPa时,1molCH4完全燃烧生成CO2和液态H2O,放出890kJ热量。甲烷的燃烧热为多少?1000L CH4(标准状况)燃烧后所产生的热量为多少?
正确答案
890kJ·mol—1 3.97×104kJ
燃烧热为1mol物质完全燃烧生成稳定的生成物时放出的热量。
根据
CH4 + 2O2CO2 + 2H2O;△H=-890kJ/mol
22.4L 890kJ
1000L Q
则Q=3.97×104kJ
(3分)由氢气和氧气反应生成1mol水蒸气放热241.8kJ,写出该反应的热化学方程式: 。
正确答案
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H=-483.6kJ·mol-1
(4分)由金红石(TiO2)制取单质Ti,涉及到的步骤为:
已知:①
②
③
则(1) 的
=________________。
(2) 碳在氧气中不完全燃烧生成CO的热化学方程式为__________________________。
正确答案
(每空2分)-80kJ·mol-1 2C(s)+O2(g)==2CO(g) △H="-221" kJ·mol-1
略
(8分)下表列出了3种燃煤烟气脱硫方法的原理。
(1) 方法Ⅰ中氨水吸收燃煤烟气中的化学反应为:
能提高燃煤烟气中去除率的措施有__________(填字母)。
A.增大氨水浓度 B.升高反应温度
C.使燃煤烟气与氨水充分接触 D. 通入空气使
转化为
采用方法Ⅰ脱硫,并不需要预先除去燃煤烟气中大量的,原因是▲(用离子方程式表示)。
(2) 方法Ⅱ重要发生了下列反应:
与
反应生成
的热化学方程式为 。
(3) 方法Ⅲ中用惰性电极电解溶液的装置如上图所示。阳极区放出气体的成分为 。(填化学式)
正确答案
(1)A、C
(2)
(3)、
略
研究表明,化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单的理解为断开1 mol 化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据:
已知白磷的燃烧热为2378.0 kJ/mol,白磷完全燃烧的产物结构如图所示,则上表中X= kJ·mol–1。
正确答案
433.75
略
已知下列热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l)△H=-285.8kJ/mol
②H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ/mol
③C(s)+O2 (g)=CO (g)△H=-110.5kJ/mol
④C(s)+O2 (g)=CO2 (g)△H=-393.5kJ/mol
回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是______(填序号)
(2)H2的燃烧热为______,C的燃烧热为______
(3)常温下燃烧3g 等体积的H2和CO的混合气体生成液态水,放出的热量为______
(4)CO的燃烧热为______,其热化学方程式为______.
正确答案
(1)根据热化学反映方程式的定义知:△H<0为放热反应所以放热反应的为:①②③④,故答案为:①②③④;
(2)根据燃烧热的定义,1molH2完全燃烧生成稳定液态水放出的热量为H2的燃烧热,为①,1molC完全燃烧生成稳定CO2 放出的热量为H2的燃烧热,为④,故答案为:①④;
(3)常温下,等体积的H2和CO的混合气体,H2和CO的物质的量相等,3g 等体积的H2和CO的混合气体,H2和CO的物质的量均为0.1mol,由③C(s)+O2 (g)=CO (g)△H=-110.5kJ/mol④C(s)+O2 (g)=CO2 (g)△H=-393.5kJ/mol可知:④-③可得:CO(g)+
O2(g)=CO2(g)△H=-283kJ/mol⑤,由⑤知0.1molCO放出283KJ的热量,由①可知0.1molH2放出28.58KJ的热量,常温下燃烧3g 等体积的H2和CO的混合气体生成液态水,放出的热量,311.58KJ,故答案为:311.58KJ;
(4)1molCO完全燃烧生成稳定CO2 放出的热量为CO的燃烧热,由③C(s)+O2 (g)=CO (g)△H=-110.5kJ/mol④C(s)+O2 (g)=CO2 (g)△H=-393.5kJ/mol可知:④-③可得:CO(g)+
O2(g)=CO2(g)△H=-283kJ/mol,故答案为:283kJ/mol;CO(g)+
O2(g)=CO2(g)△H=-283kJ/mol.
(8分)为了测定草酸晶体(H2C2O4·xH2O)中的x值,进行如下实验
(1)称取Wg草酸晶体,配成100.00mL溶液
(2)取25.00mL所配溶液于锥形瓶内,加入适量稀H2SO4后,用浓度为amol·L—1的KMnO4溶液滴定至KMnO4不再褪色为止,所发生的反应为:
2KMnO4+5H2C2O4+3H2SO4=K2SO4+10CO2↑+2MnSO4+8H2O
试回答:
①实验中,需要的仪器有(填序号) ,还缺少的仪器有(填名称)
E、烧杯 F、漏斗 G、锥形瓶 H、玻璃棒 I、药匙 J、烧瓶
②实验中,标准液KMnO4溶液应装在 式滴定管中,因为
③若在接近滴定终点时,用少量蒸馏水将锥形瓶内壁冲洗一下,再继续滴至终点,则所测得的x的值会 (填偏大、偏小、无影响)。
④在滴定过程中若用去amol·L—1的KMnO4溶液VmL,则所配制的草酸溶液的物质的量浓度为 mol·L—1,由此,x= 。
⑤若滴定终点读数时俯视刻度,则计算的x值会 (填偏大、偏小、无影响)。
正确答案
①ABDEGHI ,胶头滴管、铁架台带滴定管夹
②酸 ,KMnO4溶液有腐蚀性,会腐蚀橡胶
③无影响 (填偏大、偏小、无影响)。
④mol·L—1, x=
或者
⑤ 偏大 (填偏大、偏小、无影响)。 (每空1分)
试题分析:本题考察实验仪器的组装和实验基本操作,并附带考察与实验相关的分析与计算。同时对于滴定过程中需要注意的有关事项进行考察。在接近滴定终点时,用少量蒸馏水对锥形瓶内壁进行冲洗,不会影响本滴定物质的总物质的量,所以X值也不会改变。利用标准物质和待测定物质之间存在的等量关系,建立起计算框架,根据题目给出的化学反应方程式进行计算即可。
点评:本题的解题思路在于测定一定质量的草酸晶体中草酸的物质的量,再根据草酸的摩尔质量解出原来草酸晶体中草酸的质量,剩下的就是结晶水的质量。根据这个解题思路来设计实验进行数据处理,难度不大。
已知1molCO气体完全燃烧生成CO2气体放出283kJ的热量,1molH2气体完全燃烧生成液态水放出286kJ的热量,1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和液态水放出890kJ的热量
(1)写出H2完全燃烧的热化学方程式____________ 。
(2)若1molCH4气体完全燃烧生成CO2气体和水蒸气放出的热量__________ 890kJ (填>、<或=)(3)若将amolCH4、CO和H2的混合气体完全燃烧,生成CO2气体和液态水,放出热量(Q)的取值范围是_____________ 。
(4)若将amolCH4、CO和H2的混合气体完全燃烧,生成CO2气体和液态水,且CO2和水的物质的量相等时,放出热量(Q)的取值范围是____________ 。
正确答案
(1)H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l);△H = - 286kJ /mo1
(2)<
(3)283akJ<Q<890akJ
(4)284.5akJ<Q<586.5akJ
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