2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列
题型:不详难度:来源:
2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g)反应过程的能量变化如图所示。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200107/20200107223952-54704.jpg) 已知1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1.请回答下列问题: (1)图中C表示 ;该反应通常用V2O5作催化剂,加V2O5会使图中B点降低,理由是 ; (2)图中△H= kJ·mol-1; (3)如果反应速率υ(SO2)为0.05 mol·L-1·min-1,则υ(O2)= mol·L-1·min-1; (4)已知单质硫的燃烧热为296 KJ·mol-1,计算由S(s)生成3 molSO3(g)的△H= 。 |
答案
(1)生成物总能量;催化剂能降低反应所需要的能量,提高活化分子百分数 (2)-198 (3)0.025 (4)-1185kJ/mol |
解析
试题分析:(1)图中A表示反应物总能量,C表示生成物总能量。E为活化能,使用催化剂,活化能降低,活化分子数增加,活化分子百分数增加。 (2)1mol SO2(g)氧化为1mol SO3的ΔH=-99kJ·mol-1,所以2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-198kJ·mol-1。 (3)化学反应速率比等于化学计量数比。 (4)由硫的燃烧热可写出热化学方程式:S(g)+O2(g)=SO2(g) ΔH=-296kJ·mol-1,由2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-198kJ·mol-1利用盖斯定律得S(g)+O2(g)=SO3(g) ΔH=-395kJ·mol-1,所以生成3 molSO3(g)的△H=-1185kJ/mol。 点评:热化学方程中化学计量数表示物质的量。 |
举一反三
(12分)Ⅰ.煤燃烧的反应热可通过以下两个途径来利用:a. 利用煤在充足的空气中直接燃烧产生的反应热;b. 先使煤与水蒸气反应得到氢气和一氧化碳,然后使得到的氢气和一氧化碳在充足的空气中燃烧。这两个过程的热化学方程式为: C(s)+O2(g)=CO2(g); ΔH=E1 ① C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g) ΔH=E2 ② H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g); ΔH=E3 ③ CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g); ΔH=E4 ④, 试回答下列问题 (1)与途径a相比,途径b有较多的优点,即 。 (2)上述四个热化学方程式中ΔH>0的反应有 。 (3)等质量的煤分别通过以上两条不同途径产生的可利用的总能量关系正确的是 。A.a比b多 | B.a比b少 | C. a与b在理论上相同 | D.两者无法比较 | Ⅱ.氢气是一种清洁能源,氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。 已知: CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2kJ·mol-1 CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4 kJ·mol-1 以甲烷为原料制取氢气是工业上常用的制氢方法。CH4(g)与H2O(g)反应生成CO2(g)和H2(g)的热化学方程式为 。 |
(14分)利用光能和光催化剂,可将CO2和H2O(g)转化为CH4和O2。紫外光照射时,在不同催化剂(I,II,III)作用下,CH4产量随光照时间的变化如图所示。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200107/20200107223932-22763.jpg) (1)在0-30小时内,CH4的平均生成速率vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为 ; 反应开始后的12小时内,在第 种催化剂的作用下,收集的CH4最多。 (2)将所得CH4与H2O(g)通入聚焦太阳能反应器,发生反应:CH4(g)+H2O(g) CO(g)+3H2(g),该反应的ΔH="+206" kJ•mol-1将等物质的量的CH4和H2O(g)充入1L恒容密闭容器,某温度下反应达到平衡,平衡常数K=27,此时测得CO的物质的量为0.10mol,求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字) (3)已知:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-802kJ•mol-1 写出由CO2生成CO的热化学方程式 |
下列叙述中,正确的是A.甲烷的标准燃烧热为890.3 kJ·mol-1,则甲烷燃烧的热化学方程式可表示为: CH4(g)+2O2(g)===CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-890.3 kJ·mol-1 | B.500 ℃、30 MPa下,将0.5 mol N2和1.5 mol H2置于密闭的容器中充分反应生成NH3(g),放热19.3 kJ,其热化学方程式为: ΔH=-38.6 kJ·mol-1 | C.活化能的作用在于使反应物活化,所以化学反应的活化能不可能接近于零或等于零 | D.常温下,反应C(s)+CO2(g)===2CO(g)不能自发进行,则该反应的ΔH>0 |
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(11分)以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取低碳醇的热力学数据: 反应I: CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g) △H = —49.0 kJ·mol-1 反应II:2CO2(g)+6H2(g) CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H =" —173.6" kJ·mol-1 (1)写出由CH3CH2OH+_____ 2CH3OH的热化学方程式为:__________________。 (2)在一定条件下,对于反应I:在体积恒定的密闭容器中,达到平衡的标志是__ (填字母) a.CO2和CH3OH 浓度相等 b.H2O的百分含量保持不变 c.H2的平均反应速率为0 d.v正(CO2)=3v逆(H2) e.混合气体的密度不再发生改变 f. 混合气体的平均相对分子质量不再发生改变 如果平衡常数K值变大,该反应 (填字母) a.一定向正反应方向移动 b.在平衡移动时正反应速率先增大后减小 c.一定向逆反应方向移动 d.在平衡移动时逆反应速率先减小后增大 其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是 (填字母) , 达到平衡后,想提高H2转化率的是_______________(填字母) a、降低温度 b、补充H2 c、移去甲醇 d、加入催化剂 (3)在密闭容器中,对于反应II中,研究员以生产乙醇为研究对象,在5MPa、m= n(H2)/n(CO2)=3时,测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如图所示,则表示CH3CH2OH体积分数曲线的是 ;表示CO2的体积分数曲线的是 。
![](http://img.shitiku.com.cn/uploads/allimg/20200107/20200107223925-78673.jpg) (4)当质量一定时,增大固体催化剂的表面积可提高化学反应速率。上图是反应:2NO(g) + 2CO(g) 2CO2(g)+ N2(g) 中NO的浓度随温度(T)、催化剂表面积(S)和时间(t)的变化曲线,若催化剂的表面积S1>S2 ,在上图中画出NO的浓度在T1、S2 条件下达到平衡过程中的变化曲线,并注明条件。 |
(8分)(1)已知断开1 mol H2中的化学键需吸收436 kJ热量,断开1 mol Cl2中的化学键需要吸收243 kJ能量,而形成1 molHCl分子中的化学键要释放431 kJ能量,试求1 mol H2与1 mol Cl2反应的能量变化。△H= 。 (2)已知常温时,0.1mol/L某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,则该溶液的PH=___①___,此酸的电离平衡常数K=___②___,由HA电离出来的H+的浓度约为水电离出来的H+的浓度的__③__倍。 |
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