依据事实,写出下列反应的热化学反应方程式。(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇完全燃烧生成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
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依据事实,写出下列反应的热化学反应方程式。 (1)在25℃、101kPa下,1g甲醇完全燃烧生成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)若适量的N2和O2完全反应,每生成23gNO2需要吸收16.95kJ热量,则表示该反应的热化学方程式为 。 (3)用NA表示阿伏加德罗常数,在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650kJ的热量,则表示该反应的热化学方程式为 _________________________________________________。 (4)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 。 |
答案
(1)CH3OH(l)+1.5O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ•mol-1, (2)N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.8kJ•mol-1; (3)C2H2(g)+O2(g)→2CO2(g)+H2O(l)△H=-1300kJ•mol-1; (4)N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ•mol-1. |
解析
试题分析:(1)在25℃、101kPa下,1g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热22.68kJ,1mol甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水放热为22.68kJ×32=725.8KJ,所以甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+1.5O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-725.8 kJ•mol-1, (2)适量的N2和O2完全反应,每生成23克NO2需要吸收16.95kJ热量,所以每生成92克NO2需要吸收67.8kJ热量,则热化学方程式为N2(g)+2O2(g)=2NO2(g)△H=+67.8kJ•mol-1, (3)(3)在C2H2(气态)完全燃烧生成CO2和液态水的反应中,每有5NA个电子转移时,放出650kJ的热量,所以有10NA个电子转移时,放出1300kJ的热量, 则热化学方程式为:C2H2(g)+2.5O2(g)→2CO2(g)+H2O(l)△H=-1300kJ•mol-1, (4)在反应N2+3H2⇌2NH3中,断裂3molH-H键,1molN三N键共吸收的能量为3×436kJ+946kJ=2254kJ,生成2molNH3,共形成6molN-H键,放出的能量为6×391kJ=2346kJ,吸收的能量少,放出的能量多,该反应为放热反应,放出的热量为2346kJ-2254kJ=92kJ,N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为,N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92kJ•mol-1。 |
举一反三
(1)能源的开发利用与人类社会的可持续性发展息息相关。 已知:① Fe2O3(s)+3C(s)=2Fe(s)+3CO(g) △H1="a" kJ/mol ②CO(g)+1/2 O2(g)=CO2(g) △H2="b" kJ/mol ③4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H3="c" kJ/mol 则C的燃烧热____________________________kJ.mol-1 (2)某实验小组模拟工业合成氨反应N2+3H2 2NH3 △H ="-92.4" kJ/mol,开始他们将N2和H2混合气体20mol (体积比1:1)充入5L合成塔中.反应前压强为P0,反应过程中压强用P表示,反应过程中P/P0与时间t的关系如图所示。请回答下列问题:
①反应达平衡的标志是(填字母代号)_____________ A.压强保持不变 B.气体密度保持不变 C.NH3的生成速率是N2的生成速率的2倍 ②2min时,以C(N2)变化表示的平均反应速率为___________ ③若提高N2的转化率可采取的措施有_______________ A.向体系中按体积比1:1再充入N2和H2 B.分离出NH3 C.升高温度 D.充入He气使压强增大 E.加入一定量的N2 (3)25°C时,BaCO3和BaSO4的溶度积常数分别是8×10-9和1×10-10,某含有BaCO3沉淀的悬浊液中c(CO32-)=0.2mol/L,如果加入等体积的Na2SO4溶液,若要产生 BaSO4沉淀,加入Na2SO4溶液的物质的量浓度最小是________mol /L。 |
二甲醚(CH3OCH3)是无色气体,可作为一种新型能源,由合成气(组成为H2、CO、和少量CO2)直接制备二甲醚,其中主要过程包括以下四个反应(均为可逆反应): ①CO(g)+ 2H2(g) = CH3OH(g) △H1=—90.1 kJ·mol-1 ②CO2(g)+ 3H2(g) = CH3OH(g)+H2O(g) △H2=—49.0 kJ·mol-1 水煤气变换反应③CO(g) + H2O (g)=CO2(g)+H2(g) △H3=—41.1 kJ·mol-1 二甲醚合成反应④2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) △H4=—24.5 kJ·mol-1 (1)由H2和CO直接制备二甲醚(另一产物为水蒸气)的热化学方程式为 。 (2)一定温度下,在恒容密闭容器中进行反应①,下列描述能说明反应到达平衡状态的是 。 a.容器中气体平均相对分子质量保持不变 b.容器中气体密度保持不变 c.CH3OH(g)浓度保持不变 d.CH3OH(g)的消耗速率等于H2 (g)的消耗速率 (3)一定温度下,将8mol CH3OH(g)充入5L密闭容器中进行反应④,一段时间后到达平衡状态,反应过程中共放出49kJ热量,则CH3OH(g)的平衡转化率为 ,该温度下,平衡常数K= ;该温度下,向容器中再充入2mol CH3OH(g),对再次达到的平衡状态的判断正确的是 。 a.CH3OH(g)的平衡转化率减小 b.CH3OCH3 (g)的体积分数增大 c.H2O(g)浓度为0.5mol·L-1 d.容器中的压强变为原来的1.25倍 (4)二甲醚—氧气燃料电池具有启动快,效率高等优点,其能量密度高于甲醇燃料电池,若电解质为酸性,二甲醚—氧气燃料电池的负极反应为 ;消耗2.8L(标准状况)氧气时,理论上流经外电路的电子 mol |
(Ⅰ)甲醇燃料电池(DNFC)被认为是21世纪电动汽车最佳候选动力源。 (1)25℃、101 kPa时,1 mol CH3OH完全燃烧生成稳定的氧化物放出热量726.51 kJ/mol,则甲醇燃烧的热化学方程式为: 。 (2)甲醇燃料电池的结构示意图如下。甲醇进入 极(填“正”或“负”),写出该极的电极反应式 。
(Ⅱ)铅蓄电池是典型的可充型电池,它的正负极隔板是惰性材料,电池总反应式为:Pb+PbO2+4H++2SO42-2PbSO4+2H2O,请回答下列问题(不考虑氢、氧的氧化还原): (1)放电时:正极的电极反应式是 电解液中H2SO4的浓度将变 ; (2)在完全放电耗尽PbO2和Pb时,若按右图连接,电解一段时间后,则在A电极上生成 B电极上生成 。
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“温室效应”是哥本哈根气候变化大会研究的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此,控制和治理CO2是解决“温室效应”的有效途径。 (1)下列措施中,有利于降低大气中CO2浓度的有 (填字母)。 A.采用节能技术,减少化石燃料的用量 B.鼓励乘坐公交车出行,倡导低碳生活 C.利用太阳能、风能等新型能源替代化石燃料 (2)一种途径是将CO2转化成有机物实现碳循环。如: 2CO2(g)+2H2O(l)=C2H4(g)+3O2(g) △Hl="+1411.0" kJ/mol 2CO2(g)+3H2O(l)=C2H5OH(l)+3O2(g) △H2="+1366.8" kJ/mol 则由乙烯水化制乙醇的热化学方程式是 。 (3)在一定条件下,6H2(g)+2CO2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)。
温度(K) CO2转化率(%) n(H2)/n(CO2)
| 500
| 600
| 700
| 800
| 1.5
| 45
| 33
| 20
| 12
| 2
| 60
| 43
| 28
| 15
| 3
| 83
| 62
| 37
| 22
| 根据上表中数据分析: ①温度一定时,提高氢碳比[],CO2的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 ②该反应的正反应为 (填“吸”或“放”)热反应。 (4)下图是乙醇燃料电池(电解质溶液为KOH溶液)的结构示意图,则b处通入的是 (填“乙醇”或“氧气”),a处发生的电极反应是 。
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以下是一些物质的熔沸点数据(常压):
| 钾
| 钠
| Na2CO3
| 金刚石
| 石墨
| 熔点(℃)
| 63.65
| 97.8
| 851
| 3550
| 3850
| 沸点(℃)
| 774
| 882.9
| 1850(分解产生CO2)
| ----
| 4250
| 金属钠和CO2在常压、890℃发生如下反应:4 Na(g)+ 3CO2(g) 2 Na2CO3(l)+ C(s,金刚石) △H=-1080.9kJ/mol (1)若反应在10L密闭容器、常压下进行,温度由890℃升高到1860℃,若反应时间为10min, 金属钠的物质的量减少了0.2mol,则10min内CO2的平均反应速率为 。 (2)高压下有利于金刚石的制备,理由是 。 (3)由CO2(g)+ 4Na(g)=2Na2O(s)+ C(s,金刚石) △H=-357.5kJ/mol;则Na2O固体与C(金刚石)反应得到Na(g)和液态Na2CO3(l)的热化学方程式 。 (4)下图开关K接M时,石墨电极反应式为 。
(5)请运用原电池原理设计实验,验证Cu2+、Ag+氧化性的强弱。 在方框内画出实验装置图,要求用烧杯和盐桥(在同一烧杯中, 电极与溶液含相同的金属元素),并标出外电路电子流向。
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