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填空题

1)一种新型锂电池是将化学式为Li4Ti5O12的物质作为电池的正极材料,在放电的过程中变为化学式为Li4Ti5O12的物质。

①Li4Ti5O12中Ti元素的化合价为        ,锂电池的突出优点是        

②该锂电池是一种二次电池,放电时的负极反应式为            ,充电时的阳极反应式为        

(2)用氧化还原滴定法测定制备得到的TiO2试样中的TiO2的质量分数:在一定条件下,将TiO2溶解并还原为Ti3+,再以KSCN溶液作为指示剂,用NH4Fe(SO42标准溶液滴定Ti3+至全部生成Ti4+

①TiCl4水解生成TiO2·xH2O的化学方程式为           

②滴定终点的现象是           

③滴定分析时,称取TiO2试样0.2g,消耗0.1mol·L-1 NH4Fe(SO42栎准溶液20ml.则TiO2的质量分数为____           

④若在滴定终点,读取滴定管刻度时,俯视标准溶液的液面,使其测定结果        (填“偏大”、“偏小”或“无影响”)o

(3)已知:

则TiCl4(I)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(s)的△H=       KJ·mol-1

正确答案

(1)①+4(1分)体积小、比能量高、携带方便。(1分)

②Li-e-=Li+(1分)Li7Ti5O12-3e-=Li4Ti5O12+3Li+(2分)

(2)①TiCl4+(x+2)H2O=TiO2•xH2O↓+4HCl(2分)②溶液变成红色(1分)

③80%(2分)④偏小(1分)

(3)-970.2(2分)

(1)①根据化合物化合价代数和等于零,锂为+1价,氧为-2价,则钛为+4价;②放电发生原电池反应,负极Li-e-=Li+;充电发生电解池反应,阳极与外接电源的正极相连失去电子,发生氧化反应,Li7Ti5O12-3e-=Li4Ti5O12+3Li+

(2)①TiCl4水解生成TiO2•xH2O,根据TiO2的化学式,应有2mol水参与反应,故方程式为TiCl4+(x+2)H2O=TiO2•xH2O↓+4HCl。③n(NH4Fe(SO42)=0.1mol/Lⅹ0.02L=0.002mol,此反应是氧化还原反应,根据电子得失守恒,n(NH4Fe(SO42)=n(TiO2),m(TiO2)=0.002molⅹ80g·mol-1,0.002ⅹ80/0.2=0.80。④滴定终点,俯视读数,读出的数值偏大,则体积差值偏小,故测定结果偏低。(3)根据盖斯定律,把题中的方程式组合就可得到结果。

TiCl4(l)=Ti(s)+2Cl2(g),ΔH=804.2KJ·mol-

4Na(s)+2Cl2(g)="4NaCl(s)" ΔH=-2ⅹ882.0KJ·mol-

4Na(l)="4Na(s)" ΔH=-4ⅹ2.6KJ·mol-

以上三个相加,就得到△H=-970.2KJ·mol-

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简答题

甲醛是一种重要的化工产品,可利用甲醇脱氢制备,反应式如下:

CH3OH(g) CH2O(g) + H2(g)   =" 84.2" kJ·mol-1           ⑴

向体系中通入空气,通过以下反应提供反应(1) 所需热量:

H2(g) + 1/2O2(g)=H2O(g)         =" –241.8" kJ·mol-1           (2)

要使反应温度维持在700℃,计算进料中甲醇与空气的摩尔数之比。已知空气中氧气的体积分数为0.20。

正确答案

要使反应维持在一定温度并持续进行,应保证反应(2)放出的热量恰好被反应(1) 全部利用,因此:

甲醇与氧气的摩尔比为:n(CH3OH): n (O2) =" (2" × 241.8) / 84.2 =" 5.74"

甲醇与空气的摩尔比为:n(CH3OH) : n (空气) =" 5.74" / 5 = 1.1

要使反应维持在一定温度持续进行,应保证反应(2)放出的热量恰好被反应(1) 全部利用。因此甲醇与氧气的物质的量之比为(2 ´ 241.8) / 84.2 = 5.74(注意保留三位有效数字),根据氧气的体积分数0.20,可求得甲醇与空气的物质的量之比。

此题需注意计算过程中有效数字的保留:乘除运算中,以有效数字最少的保留有效数字;加减运算中以小数点位数最少的保留有效数字;常数不计算有效数字等。

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填空题

(12分)已知如图所示的可逆反应:A(g)+B(g)C(g)+D(g) ΔH =" Q" kJ/mol

请回答下列问题:

(1)Q        0(填“>”、“<”或“=”);

(2)在某温度下,反应物的起始浓度分别为:c(A)=" 1.0" mol/L,c(B)="2.0" mol/L ;达到平衡后,A的转化率为50%,此时B的转化率为       ;

(3)若反应温度升高,A的转化率       (填“增大”“减小”或“不变”);

(4)若反应温度不变,反应物的起始浓度分别为:c(A)="3.0" mol/L,c(B)=" a" mol/L;达到平衡后,c(D)="1.0" mol/L,则a=          ;

(5)反应体系中加入催化剂,反应速率增大,则E1的变化是:E1             (填“增大”“减小”“不变”),ΔH的变化是:ΔH     (填“增大”“减小”“不变”)。

正确答案

(12分)(12分)(1)< (2分)(2)25%(2分)(3)减小(2分)(4) 2.5 (2分)(5)减小(2分)  不变(2分)

(1)根据图像可知,反应物的总能量大于生成物的总能量,说明是放热反应,即Q<0。

(2)A的转化率为50%,则消耗A是1.0 mol/L×50%=0.5mol/L,所以消耗B也是0.5mol/L,所以B的转化率是0.5mol/L÷2.0mol/L×100%=25%。

(3)正反应是放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,A的转化率减小。

(4)达到平衡后,c(D)="1.0" mol/L,则消耗B是1.0 mol/L,由于温度不变,所以平衡常数相同,即,解得c(B)=1.5mol/L,所以a=1.5mol/L+1.0mol/L=2.5mol/L。

(5)催化剂能降低活化能,但不能改变反应热。

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填空题

大气中的部分碘源于O3对海水中I的氧化。将O3持续通入NaI溶液中进行模拟研究。

(1)O3将I氧化成I2的过程由3步反应组成:

①I(aq)+ O3(g)===IO(aq)+O2(g) ΔH1

②IO(aq)+H(aq)HOI(aq) ΔH2

③HOI(aq)+I(aq)+H(aq)I2(aq)+H2O(l) ΔH3

总反应的化学方程式为_________________________________,其反应热ΔH=________。

(2)在溶液中存在化学平衡:I2(aq)+I(aq)I3(aq),其平衡常数表达式为________。

(3) 为探究Fe2对O3氧化I反应的影响(反应体系如上图),某研究小组测定两组实验中I3浓度和体系pH,结果见下图和下表。

 

图2

①第1组实验中,导致反应后pH升高的原因是_____________________________

②图1中的A为________。由Fe3生成A的过程能显著提高I的转化率,原因是_____________________________________________

③第2组实验进行18 s后,I3浓度下降。导致下降的直接原因有(双选)________。

A.c(H)减小   B.c(I)减小   C.I2(g)不断生成  D.c(Fe3)增加

(4)据图2,计算3~18 s内第2组实验中生成I3的平均反应速率(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。

正确答案

(1)2I(aq)+O3(g)+2H(aq)=I2(aq)+O2(g)+H2O(l) ΔH1+ΔH2+ΔH3 (2)K= (3)①溶液中H被消耗,生成H2O,溶液pH上升 ②Fe(OH)3 Fe3形成Fe(OH)3过程中消耗OH,使溶液中c(H)上升,促进I转化 ③BC

(4)t=3 s时,c(I3)=3.5×10-3 mol·L-1,t=18 s时,c(I3)=11.8×10-3 mol·L-1,v(I3)==5.5×10-4 mol/(L·s)

本题考查反应热、化学反应速率等,意在考查考生对化学反应原理的理解能力。(1)根据盖斯定律,将三个反应相加,可得总反应:2I(aq)+O3(g)+2H(aq)===I2(aq)+O2(g)+H2O(l),则ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3。(2)该反应的平衡常数K=。(3)①第1组实验中,pH升高是因为反应消耗了H。②图甲中A为Fe(OH)3,由Fe3生成Fe(OH)3的过程中消耗OH,溶液中c(H)增大,促进I转化,因此I的转化率显著提高。③导致I3下降的直接原因是I2(g)不断生成,c(I)减小。

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填空题

为实现 “节能减排” 和“低碳经济”的一项课题是如何将CO2转化为可利用资源。

(1)25℃,1.01×105Pa时,16g液态甲醇(CH3OH)完全燃烧,当恢复到原状态时,放出热量363.3kJ,该反应的热化学方程式为                                 。              

(2)目前,工业上常用CO2来生产燃料甲醇。现进行如下实验:在体积为l L的密闭恒容容器中,充入l mol CO2和3mol H2,一定条件下发生反应:

CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH=-49.0 kJ/mol。

测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如图所示。

①该反应的平衡常数表达式K=         

②从反应开始到平衡时,CH3OH的平均反应速率v(CH3OH)=              (注明单位);H2的转化率=            

③下列说法中,能说明上述反应达到平衡状态的是    

A.每消耗1mol CO2的同时生成1mol CH3OH          

B.CO2、H2、CH3OH和H2O的物质的量的比为1∶3∶1∶1

C.容器中气体的压强不再改变

D.容器中气体的密度不再改变  

④下列措施中,能使上述平衡状态向正反应方向移动的是     

A.升高温度                    B.将CH3OH(g)从体系中分离

C.使用高效催化剂              D.恒温恒容再充入1 molCO2和3 mol H2

正确答案

(1)CH3OH(l)+O 2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.6kJ/mol  ( 3分)

(其中化学方程式完全正确 给2分、 △H=-726.6 J/mol 给1分)

(2)①  ( 2分)

②0.075 mol·(L·min)-1 ( 2分,计算结果1分、单位1分);75% (2分)

③C (3分) ④  BD (4分,全对得4分,选一个对得2分,其它错误不得分)

试题分析:(1)由m/M可知,n(CH3OH)=1/2mol,则1/2 CH3OH (l)+3/4O2(g)==1/2CO2(g)+H2O(l)  △H=—363.3kJ/mol,系数加倍可得,CH3OH(l)+O 2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-726.6kJ/mol;(2)①K=;②读图可知,v(CH3OH)==0.075mol•L—1•min—1;由于v(H2)="3" v(CH3OH)= 0.225mol•L—1•min—1,则△n(H2)= 0.225mol•L—1•min—1×10min×1L=2.25mol,H2的转化率=2.25/3×100%=75%;③均为正反应速率,故A错;不能说明各组分的物质的量保持不变,故B错;能说明各组分的物质的量保持不变,故C正确;由于各组分都是气体且恒容,则混合气体的密度始终不变,故D错;④正反应放热,升高温度平衡左移,故A错;减小生成物浓度,平衡右移,故B正确;催化剂不能使平衡移动,故C错;相当于增大压强,正反应气体体积减小,则平衡右移,故D正确。

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(1)已知:2NO2(g)N2O4(g);△H<0。在恒温恒容条件下,将一定量NO2和N2O4的混合气体通入容积为2L的密闭容器中,反应过程中各物质的物质的量浓度c随时间t的变化关系如下图所示。

①a、b、c、d四个点中,表示化学反应处于平衡状态的点是                

②前10 min内用NO2表示的化学反应速率v(NO2)=             mol·L-1·min-1。反应在第一个平衡点的平衡常数K(1)=                (可用分数表示)。反应在第二个平衡点的平衡常数K(2)与第一个平衡点的平衡常数K(1)的关系:K(2)             K(1)(填“>”、“=”或“<”)。

③请在右图坐标中画出1 mol N2O通入2L的密闭容器中反应发生过程中的能量变化示意图,并在虚线上分别标出反应物和生成物的化学式。

(2)右图中a、b、c、d分别代表氧族元素(ⅥA族):Te(碲)、Se(硒)、S、O氢化物的反应热的数据示意图。试回答下列问题:

①请你归纳:非金属元素氢化物的稳定性与形成氢化物的反应热△H的关系                    

②写出硒化氢发生分解反应的热化学反应方程式:                                           

正确答案

(1)①b,d  ② 0.04(1分)   10/9 =(1分)

(2)①非金属元素氢化物越稳定,△H越小,反之亦然;②H2Se(g)=Se(s)+H2(g) △H=-81kJ/mol

试题分析:(1)①由图可知,10~25min及35min之后X、Y的物质的量不发生变化,则相应时间段内的点处于化学平衡状态,即b、d处于化学平衡状态,故答案为:b、d。

②根据化学计量数和图像的变化趋势可知,X表示NO2浓度随时间的变化曲线,Y表示N2O4浓度随时间的变化曲线。由图可知,前10min内,NO2的浓度变化量为(0.6-0.2)mol/L=0.4mol/L,所以υ(NO2)=0.4mol/L÷10min=0.04mol•L-1•min-1。根据图像可知,反应在第一个平衡点是NO2和N2O4的浓度分别是0.6mol/L和0.4mol/L,则该反应的平衡常数K(1)=。在25min时NO2的浓度增大,N2O4浓度不变,这说明改变的条件一定不是温度,只能是增大生成物的浓度。平衡常数只与温度有关系,所以平衡常数不变,即K(2)=K(1)。

③NO2转化为N2O4的反应是放热反应,所以其能量变化示意图为

(2)①根据图像可知,Te(碲)、Se(硒)、S、O氢化物的反应热逐渐降低,而氢化物的稳定性逐渐升高,这说明非金属元素氢化物越稳定,△H越小,反之亦然;

②根据图像可知,硒化氢的反应热是+81kJ/mol,所以硒化氢发生分解反应是放热反应,则其热化学反应方程式H2Se(g)=Se(s)+H2(g)  △H=-81kJ/mol。

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到目前为止,由化学能转变为热能或电能仍然是人类使用最主要的能源。

(1)化学反应中放出的热能(焓变,ΔH)与反应物和生成物在反应过程中断键和形成新键过程中吸收和放出能量的大小有关。

已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-185 kJ/mol,断裂1 mol H—H键吸收的能量为436 kJ,断裂1 mol Cl—Cl键吸收的能量为247 kJ,则形成1 mol H—Cl键放出的能量为       

(2)燃料燃烧将其所含的化学能转变为我们所需要的热能。已知:

①CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890.3 kJ·mol-1

②C(s,石墨)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-393.5 kJ·mol-1

③ 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·mol-1

标准状态下22.4 L氢气和甲烷的混合气体在足量的氧气中充分燃烧反应放出588.05 kJ的热量,原混合气体中氢气的质量是       。根据以上三个热化学方程式,计算C(s,石墨)+2H2(g)=CH4(g)的反应热ΔH为           

正确答案

(1)434 kJ (2)1.0 g -74.8 kJ/mol

解答本题时应注意以下两点:

(1)根据ΔH=旧键断裂吸收的能量—新键形成放出的能量,可以求断键或成键吸收或放出的能量。

(2)根据求解的反应C(s,石墨)+2H2(g)=CH4(g),找出可用的已知热化学方程式①②③,然后将热化学方程式进行相应的调整,然后进行加和即得。

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(8分)(1)肼(N2H4)是发射航天飞船常用的高能燃料。将NH3和NaClO按一定物质的量比混合反应,生成肼、NaCl和水,该反应的化学方程式是_____________________________。

(2)在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂过氧化氢,当它们混合时,即产生大量气体,并放出大量热。已知:H2O(l)H2O(g) ΔH=" +44" kJ/mol。12.8 g液态肼与足量过氧化氢反应生成氮气和水蒸气,放出256.65 kJ的热量。

①请写出液态肼与过氧化氢反应生成液态水的热化学方程式______________________。

②则16 g液态肼与足量过氧化氢反应生成液态水时放出的热量是___________________。

正确答案

(1)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O

(2)①2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)    H=-817.625kJ/mol

②08.8125kJ

试题分析:这道题考查的是有关热化学反应中的一些知识,在反应中涉及到氧化还原反应的有关知识,在反应中得失电子相等,所以:(1)2NH3+NaClO=N2H4+NaCl+H2O;在第二个问题中,要求写出生成液态中的时候的热化学方程式,12.8g的肼的物质的量为0.4mol,所以有N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(l)    H=-817.625kJ/mol

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近几年,大气污染越来越严重,雾霾天气对人们的生活、出行、身体健康产生许多不利的影响。汽车尾气是主要的大气污染源。降低汽车尾气危害的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生的反应为:

,△H=__________kJ(用含a、b、c、d的式子表示)。

(2)某温度下,向容积为1L的容器中充人3 mol NO和1 mol CO, NO的转化率随时间的变化如下图所示。

回答下列问题:

①该温度下,化学平衡常数K=___________,平衡时CO的转化率为__________。

②A点的逆反应速率逆(CO)___________B点的逆反应速率(NO)(填“>”、“<”或“=”)。

③下列图像正确且能表明在时间T1时刻反应一定处于平衡状态的是__________。

如果该反应达平衡后,降低温度,平衡常数增大,则△H___________0(填“>”、“< ”或“=”)

④达平衡后,将容器的容积扩大一倍,下列说法正确的是

正确答案

(1)△H=(2a+2b-2c-d0kJ。(2)(2)①K=c2(CO2 )c(N2 )/c2(CO)c2(NO)=15/128,平衡时CO的转化率为0.6/1=60%。②小于。③BC④B

试题分析:(1)反应热等于反应物的键能之和减去生成物的键能之和,故△H=(2a+2b-2c-d0kJ。(2)①该温度下,由图像可知NO转化了0.6mol,CO转化了0.6mol,生成氮气,二氧化碳分别为0.3mol,0.6mol,平衡时各物质浓度分别为:2.4,0.4,0.3,0.6mol/L,代入化学平衡常数K=c2(CO2 )c(N2 )/c2(CO)c2(NO)=15/128,平衡时CO的转化率为0.6/1=60%。②由于随着反应时行反应物浓度减小,速率减小,故A点的逆反应速率逆(CO)小于B点的逆反应速率(NO)。③A中平衡常数只与外界温度有关,无论是平衡还是没有平衡只要温度不变,就是定值,错误;B图气体摩尔质量始终在变化,可以证明。C中没有平衡时压强将在变小,平衡时压强不变化,正确。D中反应热只与反应物和生成物的状态和量有关,无法证明其是否平衡。如果该反应达平衡后,降低温度,平衡常数增大,说明平衡正向移动,那正反应就是放热反应,则△H<0。④达平衡后,将容器的容积扩大一倍,相当于减小了压强,平衡向体积增大方向移动,即向逆方向移动, A错误; B.CO的体积分数增大,正确;C.平衡常数只与温度有关,错误。 D.由于体积的增大比一氧化碳的物质的量增大还要大,浓度再减小,错误。

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甲烷是天然气的主要成分,是生产生活中应用非常广泛的一种化学物质。

(1)一定条件下,用甲烷可以消除氮氧化物(NOx)的污染。已知:

①CH4(g) + 4NO(g) = 2N2(g) + CO2(g) + 2H2O(g); △H1

②CH4(g) + 4NO2(g) =" 4NO(g)" + CO2(g) + 2H2O(g);△H2

现有一份在相同条件下对H2的相对密度为17的NO与NO2的混合气体,用16g甲烷气体催化还原该混合气体,恰好生成氮气、二氧化碳气体和水蒸气,共放出1042.8kJ热量。

①该混合气体中NO和NO2的物质的量之比为                    

②已知上述热化学方程式中△H1=—1160kJ/mol,则△H2=          

③在一定条件下NO气体可以分解为NO2气体和N2气体,写出该反应的热化学方程式                           

(2)以甲烷为燃料的新型电池,其成本大大低于以氢为燃料的传统燃料电池,目前得到广泛的研究,下图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题:

④B极为电池     极,电极反应式为                                            

⑤若用该燃料电池做电源,用石墨做电极电解100mL 1mol/L的硫酸铜溶液,写出阳极的电极反应式                                                  ,当两极收集到的气体体积相等时,理论上消耗的甲烷的体积为        (标况下),实际上消耗的甲烷体积(折算到标况)比理论上大,可能原因为                                                         .

正确答案

(1)①3:1   ②—574 kJ/mol ③4NO(g)=2NO2(g)+N2(g);△H=-293KJ/mol(2)④ 负CH4 + 4O2— —8e= CO2+ 2H2O;  ⑤4OH —4e= O2↑+ 2H2O  1.12L  

甲烷不完全被氧化,生成C或CO 或 电池能量转化率达不到100% 

试题分析:①设混合气体中NO和NO2的物质的量分别为X 、Y则(28X+46Y) ÷(X+Y)=2×17.解得X:Y=3:1.发生(①+②)÷2得③式:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+H2O(g) △H3=(△H1+△H2) ÷2.假设发生①的甲烷的物质的量为m;发生③的甲烷的物质的量为n. 则m+n=1;4m÷2n=3联立求解。解得m=0.6.n=0.4.0.4×{(△H1+△H2) ÷2} +0.6×△H1=-1042.8KJ/mol.将△H1=-1160KJ/mol代人该等式中,解得△H2=—574 kJ/mol.③△H3=(△H1+△H2) ÷2=-(1160 +574) kJ/mol÷2=-867KJ/mol. ①-③得④式:4NO(g) =2NO2(g)+N2(g) △H4=△H1-△H3=△H1-(△H1+△H2) ÷2=(△H1-△H2) ÷2=-293KJ/mol. 即NO气体可以分解为NO2气体和N2气的热化学方程式为:4NO(g)=2NO2(g)+N2(g);△H=-293KJ/mol。(2)④通入燃料甲烷的电极是负极,通入氧气的电极是正极。负极发生的电极式为CH4 + 4O2——8e= CO2+ 2H2O ⑤电解硫酸铜溶液时阳极的电极反应式4OH —4e= O2↑+ 2H2O,阴极的反应式是: Cu2++2e-=Cu;2H++e-=H2↑。N(Cu)=0.1mol.若两极收集到的气体体积相等,设其物质的量为X。则4X=0.1×2+2X。解得X=0.1.在整个反应过程转移电子相等。电子的物质的量为0.4mol.由于没摩尔甲烷失去电子8摩尔,所以需要甲烷的物质的量为0.05摩尔。V(CH4)=0.05摩尔×22.4升/摩尔=1.12 升 。实际上消耗的甲烷体积比理论上大,可能原因是甲烷不完全被氧化,生成C或CO 或 电池能量转化率达不到100%。

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填空题

(8分)依据事实,写出下列反应的热化学方程式。

(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为____________________________________

(2)1.00L 1.00mol/L H2SO4溶液与2.00L 1.00mol/L NaOH溶液完全反应,放出114.6kJ的热量,该反应的中和热为___________,表示其中和热的热化学方程式为____________________。

(3)已知拆开1molH-H键,1molN-H键,1molN≡N键分别需要的能量是436kJ、391kJ、946kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_____________________

正确答案

(1) CH3OH(l)+O2(g)→CO2(g)+2H2O ΔH=–725.76kJ·mol1

(2)57.3kJ/mol ;

  △H=-57.3kJ/mol

(3)N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  ΔH=-92kJ·mol1

(1)燃烧热是在一定条件下,1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物时所放出的热量,所以根据题意可知,1mol甲醇完全燃烧放出的热量是22.68kJ×32=725.76kJ,因此热化学方程式是CH3OH(l)+O2(g)→CO2(g)+2H2O ΔH=–725.76kJ·mol1

(2)中和热是在一定条件下,稀溶液中,强酸和强碱反应生成1mol水时所放出的热量,所以该反应的中和热是114.6kJ÷2mol=57.3kJ/mol。因此表示其中和热的热化学方程式为  △H=-57.3kJ/mol。

(3)反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,所以该反应的反应热是436kJ/mol×3+946kJ/mol-2×3×391kJ/mol=-92kJ/mol,所以该反应的热化学方程式是N2(g)+3H2(g)=2NH3(g)  ΔH=-92kJ/mol。

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题型:简答题
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简答题

(5分)1 mol CH4气体完全燃烧放出的热量为802 kJ,但当不完全燃烧生成CO气体和液态H2O时,放出的热量为519 kJ。如果1 mol CH4与n g O2燃烧生成CO、CO2气体和液态H2O,放出731.25 kJ热量。

(1)写出CH4气体不完全燃烧的热化学方程式。

(2)计算n的值。

正确答案

(1)2CH4(g)+3O2(g)====2CO(g)+4H2O(l);ΔH="-1038" kJ·mol -1

或CH4(g)+3/2O2(g)====CO(g)+2H2O(l);ΔH="-519" kJ·mol-1

(2)n=60

由题意书写为完全燃烧的热化学方程式为:2CH4 (g)+3O2 (g)====2CO(g)+4H2O(l);ΔH="-1038" kJ·mol-1

或CH4 (g)+3/2O2 (g)====CO(g)+2H2O(l);ΔH="-519" kJ·mol-1①,同理完全燃烧的热化学方程式为:CH4 (g)+2O2 (g)====CO2 (g)+2H2O(l);ΔH="-802" kJ·mol-1

可设不完全燃烧、完全燃烧的CH4的物质的量分别是x、y,由①②得

CH4 —  3/2O2 —  CO —  519 kJ

x        x·3/2              519x kJ

CH4  —  2O2 —  CO2 —  802 kJ

Y        2y                 802y kJ

得关系式x+y="1" mol

x·3/2+2y="n/32" mol

519x kJ+802y kJ="731.25" kJ

解得:x="0.25" mol  y="0.75" mol  n=60。

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题型:填空题
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填空题

(8分)有一环保汽车,是以氢气作燃料的,请按题目要求作答:

(1)氢气在发动机内燃烧过程中,生成物只有水蒸气,不会使空气中的________含量偏高,因而能减缓温室效应现的发生.

(2)如果每mol氢气燃烧后生成水蒸气并放出241.8kJ的热量,写出氢气燃烧的热化学方程式.

正确答案

(1)CO2 (2)2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   △H=-483.6kJ/mol

(1)氢气的燃烧产物是水蒸气,不会使空气中的CO2含量增大,所以耐减少温室效应。

(2)1mol氢气燃烧生成水蒸气放出的热量是241.8kJ,所以热化学方程式为2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)   △H=-483.6kJ/mol。

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题型:简答题
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简答题

(5分)汽油不完全燃烧的化学方程式为:

2C8H18(l)+23O2(g)12CO2(g)+4CO(g)+18H2O(l)

人体吸进CO后,CO与人体血红蛋白结合而引起中毒。如果每辆汽车满负荷行驶,每天约有28.5 g汽油不完全燃烧。现有某40万人口的中等城市,如达到中等发达国家水平,平均每10人拥有1辆汽车。请计算这些汽车满负荷行驶时,每天可产生多少千克CO。

正确答案

560 kg

(1)拥有汽车数:×1辆

(2)所有汽车每天不完全燃烧的汽油质量为:

×1×28.5 g="1" 140 kg

(3)设每天产生CO的质量为x,则:

2C8H18(l)+23O212CO2(g)+4CO(g)+18H2O(l)

2×114                         4×28

1 140 kg                          x

2×114∶4×28="1" 140 kg∶x

x="560" kg

答:每天可产生560 kg CO。

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题型:填空题
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填空题

把煤作为燃料可通过下列两种途径:

途径Ⅰ C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1<0①

途径Ⅱ 先制成水煤气:

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) ΔH2>0②

再燃烧水煤气:

2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH3<0③

2H2(g)+O2(g)2H2O(g) ΔH4<0④

请回答下列问题:

(1)途径Ⅰ放出的热量理论上    (填“大于”“等于”或“小于”)途径Ⅱ放出的热量。 

(2)ΔH1、ΔH2、ΔH3、ΔH4的数学关系式是 。 

(3)已知:①C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH1="-393.5" kJ·mol-1

②2CO(g)+O2(g)2CO2(g) ΔH2="-566" kJ·mol-1

③TiO2(s)+2Cl2(g)TiCl4(s)+O2(g) ΔH3="+141" kJ·mol-1

则TiO2(s)+2Cl2(g)+2C(s)TiCl4(s)+2CO(g)的ΔH=    。 

(4)已知下列各组热化学方程式

①Fe2O3(s)+3CO(g)2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1="-25" kJ·mol-1

②3Fe2O3(s)+CO(g)2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2="-47" kJ·mol-1

③Fe3O4(s)+CO(g)3FeO(s)+CO2(g) ΔH3="+640" kJ·mol-1

请写出FeO(s)被CO(g)还原成Fe和CO2(g)的热化学方程式 ______________________。 

正确答案

(1)等于 

(2)ΔH1=ΔH2+(ΔH3+ΔH4)/2

(3)-80 kJ·mol-1

(4)FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH="-218" kJ·mol-1

(1)根据盖斯定律的含义知,途径Ⅰ放出的热量等于途径Ⅱ放出的热量。

(2)由盖斯定律:①=得ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4

(3)由③+2×①-②得所求方程式,即ΔH=ΔH3+2ΔH1-ΔH2="+141" kJ·mol-1+2×(-393.5 kJ·mol-1)-(-566 kJ·mol-1)="-80" kJ·mol-1

(4)由题意:④FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH

则④=得  ΔH="=-218" kJ·mol-1

则FeO(s)+CO(g)Fe(s)+CO2(g) ΔH="-218" kJ·mol-1

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