(1)家用液化石油气的主要成分之一是丁烷(C4H10),当10 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳气体和液态水时,放出的热量为5×105 kJ。试写出丁烷燃烧的热化
题型:不详难度:来源:
(1)家用液化石油气的主要成分之一是丁烷(C4H10),当10 kg丁烷完全燃烧并生成二氧化碳气体和液态水时,放出的热量为5×105 kJ。试写出丁烷燃烧的热化学方程式: 。已知1mol液态水汽化时需要吸收44 kJ热量,则反应C4H10(g)+6.5O2(g)=4CO2(g)+5H2O(g)的ΔH= 。 (2)有同学用丁烷与空气为原料制作一燃烧电池,通入丁烷的一极为 极。若以稀硫酸为电解质溶液时,其正极反应式为 。 (3)已知:Fe(s) +1/2O2(g)=FeO(s) ΔH=-272.0kJ·mol-1 2Al(s)+3/2O2(g)=Al2O3(s) ΔH=-1675.7kJ·mol-1 Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是 。 (4)已知拆开1 mol H-H键,1 molN-H键,1 molN≡N键分别需要的能量是akJ、bkJ、ckJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为 。 |
答案
解析
试题分析:(1)依据质量换算物质的量,结合化学方程式对应的物质的量计算反应放出的热量,依据热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和反应焓变写出。由题意知H2O(l)=H2O(g) ΔH=44 kJ·mol-1,利用盖斯定律计算可得; (2)丁烷--空气燃料电池工作时,丁烷失电子发生氧化反应作负极;以稀硫酸为电解质溶液时,结合电极反应式的书写规律可得; (3)依据题干热化学方程式结合盖斯定律写出该热化学反应方程式。将方程式②-①×3得2Al(s)+3FeO(s)═Al2O3(s)+3Fe(s)△H=-859.7 kJ•mol-1; (4)依据△H=反应物的键能之和—生成物的键能之和可求的合成氨反应的焓变为(3a+b-6c) kJ·mol-1,依据热化学方程式书写方法,标注物质聚集状态和反应焓变写出。 |
举一反三
已知单质硫在通常条件下以S8(斜方硫)的形式存在,而在蒸气状态时,含有S2、S4、S6及S8等多种同素异形体,其中S4、S6和S8具有相似的结构特点,其结构如下图所示:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200107/20200107221820-88679.jpg) 在一定条件下,S8(s)和O2(g)发生反应依次转化为SO2(g)和SO3(g)。反应过程和能量关系可用下图简单表示(图中的ΔH表示生成1 mol含硫产物的数据)。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200107/20200107221820-49452.jpg) (1)写出表示S8燃烧热的热化学方程式_____________________。 (2)写出SO3分解生成SO2和O2的热化学方程式_________________________。 (3)若已知SO2中硫氧键的键能为d kJ·mol-1,O2中氧氧键的键能为e kJ·mol-1,则S8分子中硫硫键的键能为___________。 |
甲醇是一种优质燃料,可制作燃料电池。 (1)为探究用CO2生产燃料甲醇的反应原理,现进行如下实验:在体积为1L的密闭容器中,充入1molCO2和3molH2,一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H=-49.0kJ/mol 测得CO2和CH3OH(g)的浓度随时间变化如右图。请回答:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200107/20200107221815-15124.jpg) ①从反应开始到平衡,氢气的反应速率:v(H2)= 。 ②能够说明该反应已达到平衡的是_________。 A.恒温、恒容时,容器内的压强不再变化 B.恒温、恒容时,容器内混合气体的密度不再变化 C.一定条件下,CO、H2和CH3OH的浓度保持不变 D.一定条件下,单位时间内消耗3molH2的同时生成1molCH3OH ③下列措施中能使平衡混合物中n(CH3OH)/n(CO2)增大的是 。 A.加入催化剂 B.充入He(g),使体系压强增大 C.将H2O(g)从体系中分离 D.降低温度 ④求此温度(T1)下该反应的平衡常数K1= (计算结果保留三位有效数字)。 ⑤另在温度(T2)条件下测得平衡常数K2,已知T2>T1,则K2 (填“>”、“=”或“<”)K1。 (2)以CH3OH为燃料(以KOH溶液作电解质溶液)可制成CH3OH燃料电池(电池总反应式:2CH3OH+3O2+4OH-=2CO32-+6H2O),则充入CH3OH的电极为 极,充入O2的电极反应式 。 (3)已知在常温常压下: ①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) △H1 ②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) △H2 则1mol甲醇不完全燃烧生成一氧化碳和气态水时反应的△H= 。(用含△H1、△H2的式子表示) |
氢氧两种元素形成的常见物质有H2O与H2O2,在一定条件下均可分解。 (1)已知:
化学键
| 断开1mol化学键所需的能量(kJ)
| H—H
| 436
| O—H
| 463
| O=O
| 498
| ①H2O的电子式是 。 ②H2O(g)分解的热化学方程式是 。 ③11.2 L(标准状况)的H2完全燃烧,生成气态水,放出 kJ的热量。 (2)某同学以H2O2分解为例,探究浓度与溶液酸碱性对反应速率的影响。常温下,按照如表所示的方案完成实验。
实验编号
| 反应物
| 催化剂
| a
| 50 mL 5% H2O2溶液
|
| 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
| b
| 50 mL 5% H2O2溶液
| 少量浓盐酸
| 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
| c
| 50 mL 5% H2O2溶液
| 少量浓NaOH溶液
| 1 mL 0.1 mol·L-1 FeCl3溶液
| d
| 50 mL 5% H2O2溶液
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| MnO2
| ①测得实验a、b、c中生成氧气的体积随时间变化的关系如图1所示。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200107/20200107221806-70766.jpg) 图1 图2 由该图能够得出的实验结论是_________。 ②测得实验d在标准状况下放出氧气的体积随时间变化的关系如图2所示。解释反应速率变化的原因: 。 |
“洁净煤技术”研究在世界上相当普遍,科研人员通过向地下煤层气化炉中交替鼓入空气和水蒸气的方法,连续产出了热值高达122500~16000 kJ·m-3的煤炭气,其主要成分是CO和H2。CO和H2可作为能源和化工原料,应用十分广泛。 (1)已知:C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH1=—393.5 kJ·mol-1 ① 2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2=—483.6 kJ·mol-1 ② C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH3=+131.3 kJ·mol-1 ③ 则反应CO(g)+H2(g) +O2(g)= H2O(g)+CO2(g),ΔH= kJ·mol-1。标准状况下的煤炭气(CO、H2)33.6 L与氧气完全反应生成CO2和H2O,反应过程中转移 mol e-。 (2)密闭容器中充有10 mol CO与20 mol H2,在催化剂作用下反应生成甲醇:CO(g)+2H2(g) CH3OH(g);CO的平衡转化率(α)与温度、压强的关系如图所示。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200107/20200107221801-41004.png) ①若A、B两点表示在某时刻达到的平衡状态,此时在A点时容器的体积为VAL,则该温度下的平衡常数K= ;A、B两点时容器中物质的物质的量之比为n(A)总:n(B)总= 。 ②若A、C两点都表示达到的平衡状态,则自反应开始到达平衡状态所需的时间tA tC(填“大于”、“小于”或“等于”)。 ③在不改变反应物用量的情况下,为提高CO的转化率可采取的措施是 。 A.降温 B.加压 C.使用催化剂 D.将甲醇从混合体系中分离出来 |
Ⅰ:工业上用CO2和H2在一定条件发生如下反应合成甲醇并放出大量的热:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1 回答下列问题。 (1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH2 则反应2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH= (用含ΔH1、ΔH2表示) (2)若反应温度升高,CO2的转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。 (3)写出在酸性环境中,甲醇燃料电池中的正极反应方程式 Ⅱ:生产甲醇的原料H2可用如下方法制得:CH4(g) + H2O(g) CO(g) + 3H2(g),一定温度下,将2 mol CH4和4 mol H2O通入容积为10L的密闭反应室中,反应中CO的物质的量浓度的变化情况如图所示,请回答下列问题:
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200107/20200107221758-13130.png) (4)反应进行到4分钟到达平衡。请计算从反应开始到刚刚平衡,平均反应速率v(H2)为 ;并求此反应在此温度下的平衡常数(在答题卡对应的方框内写出计算过程)。 (5)在第5分钟时将容器的体积瞬间缩小一半后,若在第8分钟时达到新的平衡(此时CO的浓度约为0.25 mol·L—1 ),请在图中画出第5分钟后H2浓度的变化曲线。 |
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