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)与反应物和生成物的键能(E)有关。已知:H2(g)+Cl
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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)与反应物和生成物的键能(E)有关。 已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-185kJ/mol E(H-H)=436 kJ/mol,E(Cl-Cl)=247 kJ/mol 则E(H-Cl)= ; (2)已知:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25kJ/mol 3 Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47kJ/mol Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19kJ/mol 请写出CO还原FeO的热化学方程式: ; 最近,又有科学家制造出一种使用固体电解质的燃料电池,其效率更高。一个电极通入空气,另一个电极通入汽油蒸汽。其中固体电解质是掺杂了Y2O3(Y:钇)的ZrO2(Zr:锆) 固体,它在高温下能传导O2-离子(其中氧化反应发生完全)。以丁烷(C4H10)代表汽油。 ①电池的正极反应式为 ____ ; ②放电时固体电解质里的O2-离子的移动方向是向 极移动(填正或负)。 |
答案
(1) 434 kJ/mol (2分) (2)FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=-11 kJ/mol(2分) (3)①O2+4e-=2O2- (2分) ②负 (1分) |
解析
试题分析:(1) 化学反应中放出的热能(焓变,ΔH)等于反应物的总键能之和与生成物的键能(E)之各的差值,计算出则E(H-Cl)=434 kJ/mol;(2) 假设三个方程式分别为:①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH=-25kJ/mol;②3 Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH=-47kJ/mol; ③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH=+19kJ/mol;根据盖斯定律,FeO(s)+CO(g)=Fe(s)+CO2(g) ΔH=? kJ/mol,可以求出ΔH=【①*3-②-③*2】/3=-11 kJ/mol;(3)①①电池的正极要发生得电子反应,故反应式为O2+4e-=2O2- ②在原电池中阴离子向负极移动; |
举一反三
(1)已知:① TiO2(s)+2Cl2(g)=TiCl4(l)+O2(g) ΔH=+140 kJ·mol-1 ②2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=-221 kJ·mol-1 写出TiO2和焦炭、氯气反应生成液态TiCl4和CO气体的热化学方程式:________________。 (2)有一类甲醇质子交换膜燃料电池,需将甲醇蒸气转化为氢气,两种反应原理是: A.CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) ΔH=+49.0 kJ·mol-1 B.CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-676.7 kJ·mol-1 由上述方程式可知,CH3OH的标准燃烧热________(填“大于”“等于”“小于”或“不能确定”)-676.7 kJ·mol-1。已知水的气化热为44 kJ·mol-1,则氢气燃烧的热化学方程式为__________________________。 |
已知化学键能:Si—Si:M KJ/mol O=O:N KJ/mol Si—O:Q KJ/mol,则Si (s) + O2 (g) =SiO2 (s); ΔH=( )A.—(4Q—2M—N)KJ/mol | B.—(4Q—M—2N)KJ/mol | C.—(2Q—M—2N)KJ/mol | D.—(2Q—2M—N)KJ/mol |
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2012年始,雾霾天气无数次肆虐家乡邯郸。其中,燃煤和汽车尾气是造成空气污染的原因之一。 (1)汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g) + 2CO(g)2CO2(g)+ N2(g)。△H<0 ①该反应平衡常数表达式 ②若该反应在绝热、恒容的密闭体系中进行,下列示意图正确且能说明反应在进行到t1时刻达到平衡状态的是 (填代号)。
(2)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。 煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原NOX可以消除氮氧化物的污染。 已知:Ⅰ CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) △H=-867 kJ/mol Ⅱ 2NO2(g)N2O4(g) △H=-56.9 kJ/mol Ⅲ H2O(g) = H2O(l) ΔH = -44.0 kJ/mol 写出CH4催化还原N2O4(g)生成N2和H2O(l)的热化学方程式: 。 (3)甲烷燃料电池可以提升能量利用率。下图是利用甲烷燃料电池电解100mL1mol/L食盐水,电解一段时间后,收集到标准状况下的氢气2.24L(设电解后溶液体积不变). ①甲烷燃料电池的负极反应式: 。 ②电解后溶液的pH= (忽略氯气与氢氧化钠溶液反应) ③阳极产生气体的体积在标准状况下是 L |
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 。 |
常温常压下,断裂1mol(理想)气体分子化学键所吸收的能量或形成1mol(理想)气体分子化学键所放出的能量称为键能(单位为kJ.mol-1)下表是一些键能数据(kJ·mol-1)
化学键
| 键能
| 化学键
| 键能
| 化学键
| 键能
| C-F
| 427
| C-Cl
| 330
| C-I
| 218
| H-H
| 436
| S=S
| 255
| H-S
| 339
| 回答下列问题: (1)由表中数据规律预测C-Br键的键能范围:_________ <C-Br键能<__________ (回答数值和单位) (2)热化学方程式2H2(g)+S2(g) =2H2S(g);△H= QkJ·mol-1;则Q= (3) 已知下列热化学方程式: O2 (g) = O+2(g) + e— H1=" +1175.7" kJ·mol-1 PtF6(g) + e—= PtF6—(g) H2= —771.1 kJ·mol-1 O2+PtF6—(s) = O2+(g) + PtF6—(g) H3=" +482.2" kJ·mol-1 则反应O2(g) + (g) = O2+PtF6— (s) H="_____________" kJ·mol-1。 |
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