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文档简介
1.2反应热的计算课后训练一、单选题1.已知:①2CO2(g)+4H2(g)═2CH3OH(g)+O2(g)△H=+385.8kJ/mol②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=−571.6kJ/mol,则CH3OH(g)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)的△H为()A.+478.7kJ/mol B.−764.5kJ/molC.−478.7kJ/mol D.+764.5kJ/mol2.已知:⑴Fe2O3(s)+C(s)=CO2(g)+2Fe(s)ΔH=234.1kJ/mol⑵C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol则2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s)的ΔH是()A.-824.4kJ/mol B.-627.6kJ/molC.-744.7kJ/mol D.-169.4kJ/mol3.已知:H2(g)+F2(g)=2HF(g)的能量变化如图所示,下列有关叙述正确的是()A.氟化氢气体分解生成氢气和氟气的反应是吸热反应B.1molH2与1molF2反应生成2mol液态HF放出的热量小于270kJC.在相同条件下,1molH2与1molF2的能量总和小于2molHF气体的能量D.断裂1molH-H键和1molF-F键吸收的能量大于形成2molH-F键放出的能量4.H2在Cl2中燃烧时产生苍白色火焰.在反应过程中,断裂1molH2中的化学键消耗的能量为Q1KJ,断裂1molCl2中的化学键消耗的能量为Q2KJ,形成1molHCl中的化学键释放的能量为Q3KJ.下列关系式正确的是()A.Q1+Q2>Q3 B.Q1+Q2>2Q3 C.Q1+Q2<Q3 D.Q1+Q2<2Q35.已知:①②③则为(用a、b表示)()A. B. C. D.6.密闭容器中,由H2和CO直接制备二甲醚(CH3OCH3),其过程包含以下反应:i.CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)∆H1=−90.1kJ·mol−1ii.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)∆H2=−24.5kJ·mol−1当其他条件相同时,由H2和CO直接制备二甲醚的反应中,CO平衡转化率随条件X的变化曲线如右图所示。下列说法正确的是()A.由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应B.条件X为压强C.X增大,二甲醚的产率一定增大D.X增大,该反应的平衡常数一定减小7.已知各共价键的键能如下表所示,下列说法正确的是()共价键H-HF-FH-FH-ClH-I键能E(kJ/mol)436157568432298A.稳定性:H-I>H-Cl>H-FB.表中看出F2能量最低C.432k/mol>E(H-Br)>298kJ/molD.H2(g)+F2(g)=2HF(g)△H=+25kJ/mol8.已知有如下热化学方程式,下列判断错误的是()①②③④A. B.C. D.9.研究表明,化学反应的能量变化(△H)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1mol化学键时所需吸收的能量.下表是部分化学键的键能数据:化学键P﹣PP﹣OO=OP=O键能/kJ•mol﹣1197360499X已知白磷的燃烧热为2378.0kJ/mol,白磷完全燃烧的产物结构如图所示,则上表中X=kJ•mol﹣1.()A.1057.5kJ•mol﹣1 B.335.25kJ•mol﹣1C.433.75kJ•mol﹣1 D.959.0kJ•mol﹣110.下列关于化学反应与能量的说法正确的是()A.NH4Cl固体和Ba(OH)2·8H2O反应时,反应物的总键能小于生成物的总键能B.已知H2(g)+I2(g)2HI(g)ΔH=-QkJ·mol-1,在一定条件下,向密闭容器中充入1molHI(g),反应达到平衡状态的过程中,吸收的热量为0.5QkJC.已知甲烷的燃烧热为890.3kJ·mol-1,则1mol甲烷充分燃烧生成CO2和水蒸气放出的热量小于890.3kJD.硫酸和盐酸分别与NaOH溶液反应的中和热数值之比为2:111.中国学者在水煤气变换[CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH]中突破了低温下高转化率与高反应速率不能兼得的难题,该过程是基于双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化实现的。反应过程示意图如下:下列说法正确的是()A.过程Ⅰ、过程Ⅲ均为放热过程B.过程Ⅲ生成了具有极性共价键的H2、CO2C.使用催化剂降低了水煤气变换反应的ΔHD.图示过程中的H2O均参与了反应过程12.在好氧菌和厌氧菌作用下,废液中NH4+能转化为N2(g)和H2O(l),示意图如下:反应I反应Ⅱ下列说法正确的是()A.两池发生的反应中,氮元素只被氧化B.两池中投放的废液体积相等时,NH4+能完全转化为N2C.常温常压下,反应Ⅱ中生成22.4LN2转移的电子数为3.75×602×1023D.13.已知:①②③下列说法错误的是()A.上述反应中属于吸热反应的只有反应①B.H2的燃烧热为241.8kJ/molC.CO的燃烧热为283kJ/molD.14.固态或气态碘分别与氢气反应的热化学方程式如下:①H2(g)+I2(?)⇌2HI(g)△H=-9.48kJ•mol-1②H2(g)+I2(?)⇌2HI(g)△H=+26.48kJ•mol-1下列判断不正确的是()A.中的I2为气态,中的I2为固态B.的反应物总能量比的反应总能量低C.1mol固态碘升华时将吸热35.96kJD.反应的产物比反应的产物热稳定性更好15.已知下列热化学方程式:;,由此可知的,其中的值是A. B.C. D.16.通过以下反应可获得新型能源二甲醚(CH3OCH3)。下列说法错误的是()①C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)ΔH1=akJ·mol−1②CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH2=bkJ·mol−1③CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)ΔH3=ckJ·mol−1④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH4=dkJ·mol−1A.反应①、②为反应③提供原料气B.反应③也是CO2资源化利用的方法之一C.反应CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(l)的ΔH=kJ·mol−1D.反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的ΔH=(2b+2c+d)kJ·mol−1二、综合题17.乙醇是一种重要的化工原料和燃料,常见合成乙醇的途径如下:(1)乙烯气相直接水合法:C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)ΔH1=akJ·mol-1已知:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-1323.0kJ·mol-1C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)ΔH3=-1278.5kJ·mol-1,则a=。(2)工业上常采用CO2和H2为原料合成乙醇,某实验小组将CO2(g)和H2(g)按1:3的比例置于一恒容密闭容器中发生反应:2CO2(g)+6H2(g)C2H5OH(g)+3H2O(g)ΔH=bkJ·mol-1。在相同的时间内,容器中CO2的浓度随温度T的变化如图1所示,上述反应的pK(pK=-lgK,K表示反应平衡常数)随温度T的变化如图2所示。①由图1可知,b=(填“”“”或“<”)0。②在T1~T2及T4~T5两个温度区间内,容器中CO2(g)的浓度呈现如图1所示的变化趋势,其原因是。③图1中点1、2、3对应的逆反应速率v1、v2、v3中最大的是(填“v1”“v2”或“v3”);要进一步提高H2(g)的转化率,可采取的措施有(任答一条)。④图2中当温度为T1时,pK的值对应A点,则B、C、D、E四点中表示错误的是。⑤乙烯气相直接水合法过程中会发生乙醇的异构化反应:C2H5OH(g)CH3OCH3(g)ΔH=+50.7kJ·mol-1,该反应的速率方程可表示为v正=k正c(C2H5OH)和v逆=k逆c(CH3OCH3),k正和k逆只与温度有关。该反应的活化能Ea(正)(填“”“”或“<”)Ea(逆),已知:T℃时,k正=0.006s-1,k逆=0.002s-1,该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5mol乙醇和4mol甲醚,此时反应(填“正向”或“逆向”)进行。18.为合理利用化学能,确保生产安全,化工设计需要充分考虑化学反应的焓变,并采取相应措施:(1)已知:2CO2(g)+6H2(g)=CH3OCH3(g)+3H2O(g)△H1;CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)△H2。则反应2CO(g)+4H2(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g)的△H=(用含△H1、△H2的代数式表示)(2)25℃、101kPa时,1g二甲醚(CH3OCH3)气体完全燃烧生成CO2和液态水,可放出31.65k热量,该反应的热化学方程式为。(3)化学反应的能量变化(△H)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据。化学键H=HO=OO-H
E/kJ·mol-1436x463已知:H2(g)+O2(g)=H2O(g)△H=-241.8kJ·mol-1,则x=。(4)取50mL0.55mol·L-1NaOH溶液与50mL0.5mol·L-1盐酸置于如图所示的简易装置中进行反应,并测定中和反应的反应热。该实验小组测得的中和热(△H)的实验值比理论值(-57.3kJ·mol-1)大,产生数据偏差的原因可能是(填字母)。a.大烧杯杯口与小烧杯杯口没有相平,两烧杯之间没有塞满碎纸条b.用量筒量取盐酸时仰视刻度c.NaOH溶液过量d.将NaOH溶液分多次倒入盛有盐酸的小烧杯中19.碳是自然界中形成化合物种类最多的元素,CO和CO2是碳的最常见氧化物。(1)研究和解决二氧化碳捕集和转化问题是当前科学研究的前沿领域。在太阳能的作用下,缺铁氧化物[Fe0.9O]能分解CO2,其过程如图1所示。过程①的化学方程式是。在过程②中每产生0.1molO2,转移电子mol。(2)在催化剂作用下,将二氧化碳和氢气混合反应生成甲烷,是目前科学家们正在探索的处理空气中的二氧化碳的方法之一。①已知:共价键C=OH—HC—HO—H键能/(kJ•mol-1)745436413463则CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=kJ•mol-1。②向1L固定容积的密闭容器中加入4.0molH2(g)、1.0molCO2,控制条件(催化剂:铑—镁合金、高温T1)使之反应,若测得容器内气体的压强随着时间的变化如图2所示。则4min时容器内气体的密度为;温度T1下,该反应的化学平衡常为。若采用2L固定容积的密闭容器,投料量、催化剂和反应温度均保持不变,则反应重新达到平衡时对应体系内的压强的点是(填字母)。(3)工业合成原料气CO会与设备、管道及催化剂表面的金属铁、镍反应,生成羰基化合物。四羰基镍是热分解法制备高纯镍的原料,也是有机合成中供给一氧化碳的原料,还可做催化剂。Ni(s)+4CO(g)Ni(CO)4(g)△H<0Ni(CO)4(g)Ni(s)+4CO(g)。如图3所示,在石英真空管的温度为T1一端,放入少量粗镍和CO(g),一段时间后,在温度为T2的一端可得到纯净的镍。则温度T1T2(填“>”“<”或“=”),上述反应体系中循环使用的物质为(填化学式)。20.氮元素能够形成多种化合物。请回答下列问题:(1)联氨(N2H4)常温下为液态,在空气中迅速完全燃烧生成N2,同时放出大量热,可作导弹、宇宙飞船、火箭的燃料。已知:H2(g)+O2(g)=H2O(l);△H1=-285.8kJ/molN2(g)+2H2(g)=N2H4(l);△H2=+50.6kJ/mol则N2H4(l)在空气燃烧生成液态水的热化学方程式为。(2)工业上利用氨气生产氢氰酸(HCN)的反应为CH4(g)+NH3(g)HCN(g)+3H2(g)△H>0。①一定温度下,向2L恒容容器中充入1molCH4(g)和2molNH3(g)发生上述反应,4min达到平衡时,测得CH4的转化率为66.67%。0~4min內,用H2表示的该反应速率v(H2)=。保持温度和容积不变,再句平衡后的容器中充入2molNH3和2molH2,此时v正v逆(选填“>”“<”或“=”)。②平衡体系中HCN的物质的量(n)随某物理量变化曲线如图所示(图中x、L分别表示温度或压强)。若x为温度,则曲线,(选填“L1”或“L2”)能符合题意表示n(HCN)与温度的关系;若x为压强,则曲线(选填“L1”或“L2”)能符合题意表示nHCN)与压强的关系。(3)NH3能够形成Ag(NH3)2+。①溶液中存在Ag+(aq)+2NH3(aq)=Ag(NH3)2+(aq)时,其平衡常数的表达式为K稳=。②常温下,K稳[Ag(NH3)2+]=1.10×107,反应AgCl(s)+2NH3(aq)Ag(NH3)2+(aq)+Cl-(aq)的化学平衡常数K=1.936×10-3,则Ksp(AgCl)=。(4)硫氧化物和氮氧化物是常见的大气污染物,利用如图所示发置(电极均为惰性电极)可吸收SO2,并用阴极排出的溶液吸收NO2。①电极A的电极反应式为。②在碱性条件下,用阴极排出的溶液吸收NO2,使其转化为无害气体。同时有SO32-生成。该反应离子方程式为。21.随着化石能源的减少,新能源的开发利用日益迫切。(1)Bunsen热化学循环制氢工艺由下列三个反应组成:∆H1=akJ/mol∆H2=bkJ/mol则(用含a、b、c的式子表示)。(2)硅光电池作为电源已广泛应用于人造卫星、灯塔等,工业制备纯硅的反应为。若将生成的HCl通入100mL1的NaOH溶液中恰好完全反应,则在此制备纯硅反应过程中吸收的热量为kJ。(3)利用焦炉煤气制取甲醇的主要反应原理为。已知CO中C与O之间为三键连接,表中所列为常见化学键的键能数据:化学键C-CC-HH-HC-OC≡OH-O键能/348414436326.81072464则该反应的。(4)恒温恒容条件下,硫可以发生如图转化,其反应过程和能量关系如图所示。已知:①写出能表示硫固体的燃烧热的热化学方程式:。②。
答案解析部分1.【答案】B【解析】【解答】根据盖斯定律,②-①/2,即可得到CH3OH(g)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l),则△H=−571.6kJ/mol-192.9kJ/mol=−764.5kJ/mol,故答案为:B。
【分析】根据盖斯定律进行作答。2.【答案】A【解析】【解答】根据盖斯定律,(2)×-(1)得2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s),ΔH=(-393.5kJ/mol)×-234.1kJ/mol=-824.4kJ/mol,故A符合题意。【分析】盖斯定律:根据能量守恒定律可知,反应热与反应途径无关,与始态末态有关3.【答案】A【解析】【解答】A.由分析可知,氢气与氟气化合生成氟化氢的反应为放热反应,则氟化氢分解生成氢气和氟气的反应为吸热反应,故A符合题意;B.液态氟化氢的能量小于气态氟化氢,则1mol氢气与1mol氟气反应生成2mol液态氟化氢放出的热量大于270kJ,故B不符合题意;C.由分析可知,该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,则在相同条件下,1mol氢气与1mol氟气的能量总和大于2mol氟化氢气体的能量,故C不符合题意;D.由分析可知,该反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,则断裂1molH—H键和1molF—F键吸收的能量小于形成2molH—F键放出的能量,故D不符合题意;故答案为:A。
【分析】A、反应物的总能量大于生成物的总能量,反应放热,反之反应吸热;
B、气体转化为液体需要放出热量;
C、△H=生成物总内能-反应物总内能
D、△H=反应物总键能-生成物总键能。4.【答案】D【解析】【解答】破坏1mol氢气的化学键消耗的能量为Q1kJ,破坏1mol氯气的化学键消耗的能量为Q2kJ,形成1mol氯化氢中的化学键释放的能量为Q3kJ,对于H2(g)+Cl2(g)═2HCl(g)反应热△H=反应物的总键能-生成物的总键能=Q1kJ/mol+Q2kJ/mol-2Q3kJ/mol=(Q1+Q2-2Q3)kJ/mol,由于氢气在氯气中燃烧,反应热△H<0,即(Q1+Q2-2Q3)<0,所以Q1+Q2<2Q3,故答案为:D。
【分析】盖斯定律指的是,反应热与反应的途径无关,只与反应的始终态有关。5.【答案】A【解析】【解答】由盖斯定律可知,,则,故选A;
故答案为:A。
【分析】根据盖斯定律,可得反应③。6.【答案】A【解析】【解答】A.将i×2+ii得:2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)∆H=−204.7kJ·mol−1,因此由H2和CO直接制备二甲醚的反应为放热反应,故A符合题意;
B.根据,2CO(g)+4H2(g)CH3OCH3(g)+H2O(g),压强越大,CO平衡转化率越大,与图像不符,故B不符合题意;
C.X增大,CO平衡转化率减小,二甲醚的产率可能减小,故C不符合题意;
D.根据图像,X可能是温度,温度升高,平衡逆向移动,反应的平衡常数减小,X也可能是减小压强,平衡逆向移动,CO平衡转化率减小,但平衡常数不变,故D不符合题意。故答案为:A【分析】A.根据盖斯定律进行计算目标反应的反应热,然后进行判断;
B.根据亚强对化学平衡的影响进行判断;
C.根据一氧化碳的转化率与二甲醚的产率关系进行判断;
D.平衡常数只是温度的函数.7.【答案】C【解析】【解答】A.化学键的键能越高,物质越稳定,由于化学键能H-F>H-Cl>H-I,因此稳定性HF>HCl>HI,A不符合题意;B.表中F-F化学键的键能最小,因此F2的能量最大,B不符合题意;C.由于氰化物的稳定性HF>HCl>HBr>HI,因此化学键的键能432kJ/mol>E(H-Br)>298kJ/mol,C符合题意;D.该反应的反应热ΔH=436kJ/mol+157kJ/mol-2×568kJ/mol=-543kJ/mol,D不符合题意;故答案为:C
【分析】A、化学键的键能越高越稳定;
B、化学键的键能越大,物质所具有的能量越低;
C、结合卤化氢的稳定性分析;
D、反应热等于反应物的键能总和减去生成物的键能总和;8.【答案】C【解析】【解答】A.①②均为放热反应,,,碳完全燃烧生成二氧化碳比碳不完全燃烧生成一氧化碳放出热量多,对应小,所以,A不符合题意;B.根据盖斯定律,方程式关系,进行对应计算,则,B不符合题意;C.方程式,则,C符合题意;D.由C选项分析,整理得,D不符合题意;故答案为:C。
【分析】根据盖斯定律计算。9.【答案】C【解析】【解答】解:白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10,1mol白磷完全燃烧需拆开6molP﹣P、5molO=O,形成12molP﹣O、4molP=O,所以12mol×360kJ/mol+4mol×xkJ/mol﹣(6mol×197kJ/mol+5mol×499kJ/mol)=2378.0kJ,x=433.75,故选C.【分析】白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10,根据化学键的断裂和形成的数目进行计算,由此分析解答.10.【答案】C【解析】【解答】A、NH4Cl固体和Ba(OH)2·8H2O反应为吸热反应,反应物的总键能大于生成物的总键能,A错误;
B、可逆反应平衡时,反应物和生成物同时存在,无法完全转化,则向密闭容器中充入1molHI(g),反应达到平衡状态的过程中,吸收的热量小于0.5QkJ,B错误;
C、1mol甲烷充分燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为890.3KJ,液态水转化为水蒸气需要吸收热量,则1mol甲烷充分燃烧生成CO2和水蒸气放出的热量小于890.3kJ,C正确;
D、中和热是以生成1molH2O放出的能量计算,两者和氢氧化钠溶液反应的中和热数值相等,D错误;
故答案为:C
【分析】A、反应物的总键能大于生成物的总键能,反应吸热,反之反应放热;
B、可逆反应平衡时,反应物和生成物同时存在,无法完全转化;
C、液态水转化为水蒸气需要吸收热量;
D、中和热是以生成1molH2O放出的能量计算。11.【答案】D【解析】【解答】A.根据反应过程示意图,过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂的过程,为吸热过程,故A不符合题意;B.过程Ⅲ中CO、氢氧原子团和氢原子形成了二氧化碳、水、和氢气,H2中的化学键为非极性键,故B不符合题意;C.催化剂不能改变反应的ΔH,故C不符合题意;D.根据反应过程示意图,过程Ⅰ中水分子中的化学键断裂,过程Ⅱ也是水分子中的化学键断裂的过程,过程Ⅲ中形成了水分子,因此H2O均参与了反应过程,故D符合题意;故答案为:D。【分析】A、化学键断裂吸热过程,化学键生成为放热过程;
B、同种元素形成的为非极性键,不同中元素形成的为极性键;
C、催化剂改变反应的速率;
D、根据反应过程示意图分析;12.【答案】D【解析】【解答】A、厌氧菌池中发生反应Ⅱ中硝酸根离子中氮元素化合价由+5价变为0,被还原,选项A不符合题意;B、根据反应方程式吕铵根离子的量,两池中投放的废液体积比为3:5时,NH4+能完全转化为N2,选项B不符合题意;C、标准状况下,反应Ⅱ中生成22.4LN2,即1mol氮气,转移的电子数为3.75×6.02×1023,但题中给定的是常温常压,选项C不符合题意;D、根据盖斯定律,由①②得反应,选项D符合题意;故答案为:D。【分析】A.根据元素化合价变化进行分析;
B.根据方程式中计量数进行判断;
C.根据氧化还原反应中电子转移数值计算;
D.根据盖斯定律进行计算.13.【答案】B【解析】【解答】A.①焓变大于0,反应吸热,故A不符合题意;
B.,燃烧热是生成稳定产物,氢气和氧气反应的稳定产物为液态水,因此此热不是反应热,故B符合题意;
C.,,③-②得到CO(g)+O2(g)=CO2(g),,CO燃烧热为283kJ/mol,故C不符合题意;
D.,故D不符合题意;
故答案为:B
【分析】A.根据焓变正负判断;
B.燃烧热是生成稳定化合物;
C.利用盖斯定律③-②即可计算;
D.利用盖斯定律①+②即可得到。14.【答案】D【解析】【解答】A.已知反应①放出能量,反应②吸收能量,所以反应①中碘的能量高,则反应①中碘为气态,②中的I2为固态,选项A不符合题意;B.已知反应①放出能量,反应②吸收能量,所以反应①中碘的能量高,所以②的反应物总能量比①的反应物总能量低,选项B不符合题意;C.由盖斯定律知②-①得I2(S)=I2(g)△H=+35.96KJ/mol,选项C不符合题意;D.反应①②的产物都是气态碘化氢,所以二者热稳定性相同,选项D符合题意;故答案为:D。【分析】本题考查反应热与焓变,把握物质的状态与能量、焓变计算为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项B为解答的难点,同种物质气态时具有的能量比固态时高,所以等量时反应放出能量高,已知反应①放出能量,反应②吸收能量,所以反应①中碘的能量高,则反应①中碘为气态。15.【答案】A【解析】【解答】已知:①,②,根据盖斯定律,将①-②,整理可得:Zn(s)+HgO(s)=ZnO(s)+Hg(l)的△H=-260.4kJ/mol,故答案为:A。
【分析】根据盖斯定律计算。16.【答案】C【解析】【解答】A.反应①、②的生成物CO2和H2是反应③的反应物,A不符合题意;B.反应③可将二氧化碳转化为甲醇,变废为宝,B不符合题意;C.4个反应中,水全是气态,没有给出水由气态变为液态的焓变,C符合题意;D.根据盖斯定律可知把反应②③④三个反应按(②+③)2+④可得该反应对应的焓变,D不符合题意;故答案为:C【分析】A.反应①②生成的CO2和H2是反应③的反应物;
B.反应③中将CO2转化为CH3OH;
C.上述所给热化学方程式中未给出液态水;
D.结合盖斯定律进行分析;17.【答案】(1)-44.5(2)<;T1~T2区间,化学反应未达到平衡,反应正向进行,温度越高,反应速率越快,所以CO2的浓度随温度的升高而减小;T3以后曲线上对应的点均达到平衡,该反应的正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CO2的浓度随温度的升高而增大;v3;提高CO2的浓度或适当降温或及时移出生成物;BE;>;正向【解析】【解答】(1)已知:I:C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(g)ΔH2=-1323.0kJ·mol-1II:C2H5OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(g)ΔH3=-1278.5kJ·mol-1;根据盖斯定律I-II可得C2H4(g)+H2O(g)=C2H5OH(g)ΔH1=ΔH2-ΔH3=(-1323.0kJ·mol-1)-(-1278.5kJ·mol-1)=-44.5kJ·mol-1;(2)①据图可知当温度低于T3时随温度上升,CO2的浓度下降,而温度高于T3时随温度上升,CO2的浓度上降,说明相同时间内温度低于T3时反应没有达到平衡,而温度高于T3时,该时段内反应达到平衡,且温度上升平衡左移CO2的浓度上降,所以正反应为放热反应,所以b<0;②T1~T2区间,化学反应未达到平衡,反应正向进行,温度越高,反应速率越快,所以CO2的浓度随温度的升高而减小;T3以后曲线上对应的点均达到平衡,该反应的正反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动,CO2的浓度随温度的升高而增大;③温度越高反应速率越快,所以逆反应速率最大的是v3;提高CO2的浓度或及时移出生成物,平衡都可以正向移动增大氢气的转化率,该反应正反为放热反应,适当降低温度也可以提高提高氢气的转化率;④该反应为放热反应,所以温度越高平衡常数越小,则pK越大,所以BE二点表示不正确;⑤该反应焓变大于0,焓变=正反应活化能-逆反应活化能>0,所以Ea(正)>Ea(逆);反应达到平衡时正逆反应速率相等,即v正=k正c(C2H5OH)=v逆=k逆c(CH3OCH3),所以有,T℃时,k正=0.006s-1,k逆=0.002s-1,所以该温度下平衡常数K==3,该反应前后气体系数之和相等,所以可以用物质的量代替浓度计算浓度商和平衡常数,所以该温度下向某恒容密闭容器中充入1.5mol乙醇和4mol甲醚时,浓度商Q=<3,所以此时反应正向移动。【分析】解答第③小题时要注意该反应是在恒容密度容器中进行,所以不能简单说增大压强可以使氢气转化增大;学生要掌握通过浓度商和平衡常数比较来判断反应进行方向的方法,浓度商大于平衡常数反应逆向进行,浓度商小于平衡常数反应正向进行。18.【答案】(1)△H1+2△H2(2)CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1)△H=-1455.9kJ·mol-1(3)496.4(4)ad【解析】【解答】(1)根据盖斯定律可得,该反应的反应热ΔH=ΔH1+2ΔH2;
(2)1g二甲醚完全燃烧放出的热量为31.65kJ,则1mol二甲醚完全燃烧放出的热量为31.65kJ×46g=1455.9kJ,故该反应的热化学方程式为:CH3OCH3(g)+3O2(g)=2CO2(g)+3H2O(1)△H=-1455.9kJ/mol;
(3)该反应的反应热ΔH=436kJ/mol+0.5x-2×463kJ/mol=-241.8kJ/mol,解得x=496.4kJ/mol;
(4)a、缺少隔热措施,导致反应放出的热量部分散失,中和热实验值比理论值大,a符合题意;
b、量取盐酸时仰视刻度,则所量取盐酸溶液的体积大于50mL,但对中和热的值不影响,b不符合题意;
c、NaOH溶液过量,对中和热的值无影响,c不符合题意;
d、将NaOH溶液分多次倒入,存在热传递,使得热量散失,中和热的实验值比理论大,d符合题意;
故答案为:ad【分析】(1)根据盖斯定律计算目标反应的反应热;
(2)根据1g二甲醚燃烧放出的热量,计算1mol二甲醚燃烧放出的热量,从而书写反应的热化学方程式;
(3)根据反应热等于反应物化学键键能总和减去生成物化学键键能总和,计算O=O的化学键键能;
(4)根据中和热的测定实验过程分析;19.【答案】(1)10Fe0.9O+CO23Fe3O4+C;0.4(2)-270;52g·L-1;6.75(mol·L-1)-2;D(3)<;CO【解析】【解答】解:(1)过程①中反应物是二氧化碳和Fe0.9O,生成物是碳和四氧化三铁,则反应的化学方程式是10Fe0.9O+CO23Fe3O4+C;在过程②中氧元素化合价从-2价升高到0价,失去2个电子,则每产生0.1molO2,转移电子0.4mol。
(2)①根据表中数据可知反应CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)△H=(2×745+4×436-4×413-2×2×463)kJ•mol-1=-270kJ•mol-1
②反应前后均是气体,根据质量守恒定律可知4min时容器内气体的密度为;4min时压强不再发生变化,反应达到平衡状态,则
CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)起始(mol)1400转化(mol)x4xx2x平衡(mol)1-x4-4xx2x压强之比是物质的量之比,则,解得x=0.75。容器的容积是1L,则温度T1下,该反应的化学平衡常为。若采用2L固定容积的密闭容器,投料量、催化剂和反应温度均保持不变,则相当于是在原平衡的基础上减小压强,平衡向逆反应方向进行,且反应速率减小,到达平衡的时间增加,则反应重新达到平衡时对应体系内的压强的点是D点。
(3)在石英真空管的温度为T1一端,放入少量粗镍和CO(g),一段时间后,在温度为T2的一端可得到纯净的镍。由于生成镍的反应是吸热反应,升高温度有利于生成Ni,则温度T1<T2;由于CO在左端是反应物,而在右端生成镍的同时又产生CO,因此上述反应体系中循环使用的物质为CO。【分析】(1)氧化还原配平:先根据电子守恒配平氧化剂还原剂,氧化产物还原产物,再根据观察法配平其他物质,最后配不平可加水。
(2)①根据盖斯定律可求
②密度=质量/体积;有关化学平衡反应方程式的计算,可根据三段式求解。
(3)根据题意的循环使用的物质为CO20.【答案】(1)N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622.2kJ/mol(2)0.25mol/(L·min);<;L1;L2(3);1.76×10-10(4)SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+;4S2O42-+2NO2+8OH-=8SO32-+N2+4H2O【解析】【解答】(1).已知:①H2(g)+1/2O2(g)==H2O(l)△H1=-285.8kJ/mol,②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l)△H2=+50.6kJ/mol,根据盖斯定律,①×2—②得:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622.2kJ/mol,故答案为:N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)△H=-622.2kJ/mol;(2).①.4min达到平衡时,消耗CH4的物质的量为n(CH4)=1mol×66.67%,由反应方程式可知,生成H2的物质的量为n(H2)=3n(CH4)=1mol×66.67%×3=2mol,则0~4min內,用H2表示的该反应速率v(H2)=2mol÷2L÷4min=0.25mol/(L·min),根据反应方程式及上述计算结果可知,达到平衡时c(CH4)=mol/L、c(NH3)=mol/L、HCN)=mol/L、c(H2)=1mol/L,则平衡常数K==3,再向平衡后的容器中充入2moNH3
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