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2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练3热化学方程式书写填空题含解析
展开这是一份2022届高三化学一轮复习化学反应原理题型必练3热化学方程式书写填空题含解析,共21页。试卷主要包含了Ⅰ.已知下列热化学方程式,参考下列图表和有关要求回答问题等内容,欢迎下载使用。
热化学方程式书写填空题
填空题(共22题)
1.根据已知信息,按要求写出指定反应的热化学方程式
(1)LiH可作飞船的燃料,已知下列反应:
①2Li(s)+H2(g)═2LiH(s)△H=-182kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)═-2H2O(1)△H═-572kJ•mol-1
③4Li(s)+O2(g)═2Li2O(s)△H═-1196kJ•mol-1
试写出LiH在O2中燃烧的热化学方程式___。
2.以太阳能为热源,热化学硫碘循环分解水是一种高效、环保的制氢方法,其流程图如图所示。
相关反应的热化学方程式为
反应Ⅰ:SO2(g)+I2(g)+2H2O(l)=2HI(aq)+H2SO4(aq)△H1=﹣213kJ•mol﹣1
反应Ⅱ:H2SO4(aq)=SO2(g)+H2O(l)+O2(g)△H2=+327kJ•mol﹣1
反应Ⅲ:2HI(aq)=H2(g)+I2(g)△H3=+172kJ•mol﹣1
则反应2H2O(l)=2H2(g)+O2(g)△H=___________。
3.用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:
Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64.39 kJ·mol-1
2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.46 kJ·mol-1
H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.84 kJ·mol-1
(1)H2的燃烧热ΔH=_________。
(2)一定量的H2完全燃烧生成H2O(l)放出热量Q=1 143.36 kJ,则H2的质量为_________g。
(3)在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为__________。
4.Ⅰ.已知下列热化学方程式:
①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) △H=-570kJ/mol
②2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=+483.6kJ/mol
③2CO(g)=2C(s)+O2(g) △H=+220.8kJ/mol
④2C(s)+2O2(g)=2CO2(g) △H=-787kJ/mol
回答下列问题:
(1)上述反应中属于放热反应的是______(填写序号)。
(2)H2的燃烧热为______。
(3)燃烧10gH2生成液态水,放出的热量为______。
(4)C(s)的燃烧热的热化学方程式为______
(5)已知:1L1mol/LH2SO4溶液与2L1mol/LNaOH溶液完全反应,放出114.6kJ的热量,由此推知H2SO4与NaOH发生中和反应,写出该中和热的热化学方程式为______。
Ⅱ.已知:工业上制二甲醚是在一定温度(230~280℃)、压强(2.0~10.0MPa)和催化剂作用下进行的,反应器中发生了下列反应:
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1 ①
2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1 ②
CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1 ③
(6)反应器中的总反应可表示为3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g),计算该反应的ΔH=______。
5.参考下列图表和有关要求回答问题:
(1)图Ⅰ是1molNO2(g)和1molCO(g)反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,若在反应体系中加入催化剂,反应速率增大,E1的变化是________,ΔH的变化是________(填“增大”、“减小”、“不变”)。请写出NO2和CO反应的热化学方程式:____________________。
(2)甲醇质子交换膜燃料电池中将甲醇蒸气转化为氢气的两种反应原理是:
①CH3OH(g)+H2O(g)=CO2(g)+3H2(g) =+49.0kJ·mol-1
②CH3OH(g)+1/2O2(g)=CO2(g)+2H2(g) =-192.9kJ·mol-1
又知③H2O(g)=H2O(l) =-44kJ·mol-1
则甲醇燃烧生成液态水的热化学方程式为_____________________________
(3)汽车发动机工作时会引发N2和O2反应,其能量变化示意图如下:
写出该反应的热化学方程式:____________________________________________。
6.同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速度较慢,有时还很不完全,测定反应热很困难。现在可根据盖斯提出的观点“不管化学过程是一步完成或分几步完成,这个总过程的热效应是相同的”来研究。已知:
①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH=-2983.2KJ·mol-1
②P(s、红磷)+O2(g)=P4O10(s) ΔH=-738.5KJ·mol-1
试写出白磷转化为红磷的热化学方程式___。
7.碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质。
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如图:
ΔH=+88.6 kJ∙mol−1
则M、N相比,较稳定的是___(填M或N)。
(2)根据键能数据估算CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH=___。
化学键
C−H
C−F
H−F
F−F
键能/(kJ·mol-1)
414
489
565
155
(3)使Cl2(g)和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式:___。
(4)H2S的燃烧热ΔH=-a kJ∙mol−1,则H2S燃烧反应的热化学方程式___。
(5)①CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ΔH1=-870.3 kJ∙mol−1
②C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH2=-393.5 kJ∙mol−1
③H2(g)+O2(g)=H2O(1) ΔH3=-285.8 kJ∙mol−1
则:2C(s)+O2(g)+2H2(g)=CH3COOH(l) ΔH=____(用含ΔH1、ΔH2、ΔH3的式子表示并计算出结果)。
8.(1)根据下列反应的焓变,计算由C(石墨)和H2(g)反应生成1 mol C2H2(g)的焓变 。
C(石墨、s)+O2(g) =CO2(g) ΔH1=-393.5kJ·mol-1 ①
2H2(g)+O2(g)= 2H2O(l) ΔH2=-571.6 kJ·mol-1 ②
2C2H2(g)+5O2(g)=4CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-2 599.2 kJ·mol-1 ③
则由C(石墨)和H2(g)反应生成1 mol C2H2 (g)的焓变为___________。
(2)已知稀溶液中,1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时,放出114.6kJ热量,写出表示H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式:___________。
9.(1)在25℃,101 kPa下,已知气体在氧气中完全燃烧后恢复至原状态,平均每转移1 mol电子放热190 kJ,该反应的热化学方程式是______。
(2)根据下图写出反应的热化学方程式:______。
(3)由金红石()制取单质Ti的步骤为:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
①的______。
②反应在Ar气氛中进行的理由是______。
10.(1)断裂1 mol H-H键、1 mol N-H键、键分别需要吸收能量436 kJ。391 kJ、946 kJ,则合成氨反应的热化学方程式为___________。
(2)和一定量的氧气混合点燃,恰好完全反应,生成27 g液态水和(标准状况),并放出683.5 kJ的热量,该反应的热化学方程式为___________。
11.为了合理利用化学能,确保安全生产,进行化工设计时需要充分考虑化学反应的反应热,并采取相应措施。化学反应的反应热通常可以通过实验进行测定,也可通过理论进行推算。
(1)实验测得,5 g液态甲醇()在氧气中充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水时释放出113.5 kJ的热量,则1 mol液态甲醇充分燃烧生成二氧化碳气体和液态水的热化学方程式为______。
(2)现有如下两个热化学方程式:
则______(填“>”“<”或“=”)。
(3)从化学键的角度分析,化学反应的过程就是反应物的化学键断裂和生成物的化学键形成的过程。在化学反应过程中,断裂化学键需要消耗能量,形成化学键又会释放能量。
已知: ,根据下表中所列键能数据可计算出______。
化学键
H-H
N-H
键能/()
436
391
946
12.(1)1mol碳与足量水蒸气反应生成CO和H2,需吸收131.3kJ热量,此反应的热化学方程式为______。
(2)已知以下的热化学反应方程式:
①2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ∆H=-566kJ/mol
②2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ∆H=-484kJ/mol
③CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ∆H=-890kJ/mol
则:CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ∆H=____kJ/mol。
(3)已知H2(g)+Br2(l)=2HBr(g) ∆H=-102kJ/mol,其他的相关数据如下表:
H2(g)
Br2(l)
HBr(g)
1mol分子中的化学键断裂时需要吸收的能量/kJ
436
a
369
则表中a为_______。
13.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特点。
Ⅰ.已知:4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6kJ·mol-1
H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184kJ·mol-1
(1)H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是__。
(2)断开1molH—O键所需能量为__kJ。
Ⅱ.已知:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2kJ·mol-1 ①
CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4kJ·mol-1 ②
又知CH4的燃烧热为890.3kJ·mol-1。
(1)利用上述已知条件写出甲烷完全燃烧的热化学方程式:__。
(2)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.根据所学知识,回答下列问题。
(1)向1L 1的NaOH溶液中分别加入下列物质:①浓硫酸;②稀硝酸;③稀醋酸。反应恰好完全时的热效应(对应反应中各物质的化学计量数均为1)分别为ΔH1、ΔH2、ΔH3,则三者由大到小的顺序为___________
(2)已知:①Fe3O4(s)+CO(g) 3FeO(s)+CO2(g) ΔH1=+19.3 kJ·mol-1
②3FeO(s)+H2O(g) Fe3O4(s)+H2(g) ΔH2=-57.2 kJ·mol-1
③C(s)+CO2(g) 2CO(g) ΔH3=+172.4 kJ·mol-1
碳与水制氢气总反应的热化学方程式是___________ 。
(3)已知CO与合成甲醇反应过程中的能量变化如图所示:
下表为断裂1mol化学键所需的能量数据:
化学键
H-H
C≡O
H-O
C-O
断裂1mol化学键所需的能量/kJ
436
1084
465
343
则甲醇中C-H键的键能为___________。
(4) 一定条件下,在水溶液中1mol、1mol (x=1、2、3等)的相对能量(kJ)大小如图所示:
①D是___________(填离子符号)。
②反应B→A+C的热化学方程式为___________(用离子符号表示)。
15.碳是形成化合物种类最多的元素,其单质及化合物是人类生产生活的主要能源物质.请回答下列问题:
(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,转化过程如图:
△H=+88.6kJ/mol则M、N相比,较稳定的是__.(用字母“M”或“N”表示)
(2)已知CH3OH(l)的燃烧热△H=﹣238.6kJ/mol,CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2(g)△H=﹣a kJ/mol,则a__238.6(填“>”、“<”或“=”).
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式:__________.
(4)火箭和导弹表面的薄层是耐高温物质.将石墨、铝粉和二氧化钛按一定比例混合在高温下煅烧,所得物质可作耐高温材料,4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)═2Al2O3(s)+3TiC(s)△H=﹣1176kJ/mol,则反应过程中,每转移1mol电子放出的热量为__kJ.
(5)盖斯定律在生产和科学研究中有很重要的意义。有些反应的反应热虽然无法直接测得,但可通过间接的方法测定。现根据下列3个热化学反应方程式:
① Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) △H= ―24.8 kJ•mol-1
② 3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H= ―47.2 kJ•mol-1
③ Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H= +640.5 kJ•mol-1
写出CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:________。
16.请回答下列问题:
(1)已知1molSi固体中有2molSi—Si键,1molO2中有1molO=O键,1molSiO2固体中有4molSi—O键。某些化学键键能数据如下:
化学键
Si—O
Si—Si
O=O
键能(kJ·mol-1)
460
176
498
根据化学键数据写出Si(s)在O2中完全燃烧生成SiO2的热化学方程式:___。
(2)肼(N2H4)通常作为火箭的燃料。已知3.2g液态肼在O2(g)中完全燃烧,生成N2(g)和H2O(l),放出62.2kJ热量,写出上述反应的热化学方程式:___。
17.依据事实,写出反应的热化学方程式或计算反应热.
(1)在25℃、101kPa下,1g液态甲醇燃烧生成CO2和液态水时放出22.5kJ热量.则该反应的热化学方程式为_____.
(2)已知下列反应的反应热为:
①CH3COOH(l)+2O2(g)═2CO2(g)+2H2O(l)△H1=﹣880kJ/mol.
②C(s)+O2(g)═CO2(g)△H2=﹣393 kJ/mol.
③H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H3=﹣285.8kJ/mol
则反应:C(s)+2H2(g)+CO2(g)=CH3COOH(l)△H=_____kJ•mol﹣1.
18.请根据所学知识回答下列问题:
(1)同温同压下,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),在光照和点燃条件下的ΔH(化学计量数相同)分别为ΔH1、ΔH2,ΔH1________ΔH2(填“>”“<”或“=”,下同)。
(2)相同条件下,2 mol氢原子所具有的能量________1 mol 氢分子所具有的能量。
(3)已知常温时红磷比白磷稳定,比较下列反应中ΔH的大小:ΔH1________ΔH2。
①4P(白磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH1
②4P(红磷,s)+5O2(g)=2P2O5(s) ΔH2
(4) 已知:0.5 mol CH4(g)与0.5 mol水蒸气在400K、101kPa 时,完全反应生成CO和H2的混合气体,吸收了a kJ 热量,该反应的热化学方程式是____________________。
19.近年来,全国部分地区被雾霾笼罩,机动车尾气排放成为引发雾霾的罪魁祸首。提高空气质量,减少机动车尾气排放成为当务之急。汽车内燃机工作时引起反应:N2(g)+O2(g) 2NO(g),是导致汽车尾气中含有NO的原因之一。已知断裂某些共价键需要的能量如表:
断裂的共价键
O =O
N≡N
N—O
需要的能量
495 kJ·mol-1
945 kJ·mol-1
630 kJ·mol-1
(1)机动车发动机工作时会引发N2和O2的反应,该反应是____(填“放热”或“吸热”)反应,1 molO2与1 molN2的总能量比2 molNO的总能量___(填“大”或“小”)。
(2)N2与O2合成NO的热化学方程式可以表示为N2(g)+O2(g)=NO(g)ΔH,则ΔH=_____。
(3)NO与CO反应的热化学方程式可以表示为2NO(g)+2CO(g)=2CO2(g)+N2(g) ΔH=a kJ·mol-1,但该反应的速率很小,若使用机动车尾气催化转化器,尾气中的NO与CO可以转化成无害物质排出。上述反应在使用“催化转化器”后,a___(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)已知:①Fe(s)+O2(g)=FeO(s) ΔH1=-275.0 kJ·mol-1;
②2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH2=-1 675.0 kJ·mol-1。
Al和FeO发生铝热反应的热化学方程式是_______。
20.(1)有关研究需要得到反应C3H8(g)===3C(石墨,s)+4H2(g)的ΔH,但测定实验难进行。设计下图可计算得到:
①ΔH______0(填“>”、“<”或“=”)。
②ΔH=____________________(用图中其他反应的反应热表示)。
(2)已知在压强为a MPa、500℃下,2 mol H2和1 mol CO2在某密闭容器中反应,生成水和气态二甲醚CH3OCH3 。其中CO2的转化率为60%,此过程中放出0.3Q kJ热量。此反应的热化学方程式为_____________。
(3)下表是部分化学键的键能数据:
化学键
P—P
P—O
O=O
P=O
键能/(kJ·mol-1)
198
360
498
x
已知,白磷在空气中燃烧生成P4O10,白磷的燃烧热为2 982 kJ·mol-1,白磷(P4)、P4O10结构如图所示,则上表中x=____。
21.(1)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量,写出该反应的热化学方程式:___.
(2)已知:Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)ΔH=+489.0 kJ·mol-1①
CO(g)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0 kJ·mol-1②
C(石墨)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5 kJ·mol-1③
则4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s)的ΔH为___
22.丙烷作为清洁能源具有广阔的市场前景。已知下列两个热化学方程式:
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=−571.6 kJ·mol−1
C3H8(g)+5O2(g)===3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=−2 220 kJ·mol−1
试回答下列问题:
(1)C3H8的燃烧热为_____。
(2)1 molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧放出的热量为____。
(3)现有H2和C3H8的混合气体5 mol,完全燃烧时放出热量3847kJ,则混合气体中H2和C3H8的体积比为____。
参考答案
1.2LiH(s)+O2(g)=Li2O(s)+H2O(1)△H=-702kJ•mol-1
【详解】
目标反应:LiH在O2中燃烧的化学方程式为2LiH+O2=Li2O+H2O,
①2Li(s)+H2(g)═2LiH(s)△H=-182kJ•mol-1
②2H2(g)+O2(g)=-2H2O(1)△H═ -572kJ•mol-1
③4Li(s)+O2(g)═2Li2O(s)△H═ -1196kJ•mol-1
根据盖斯定律(②+③)-①得到LiH在O2中燃烧的热化学方程式2LiH(s)+O2(g)=Li2O(s)+H2O(1)△H=[-572kJ•mol-1+(-1196kJ•mol-1)] -(-182kJ•mol-1)=-702kJ•mol-1,故答案为:2LiH(s)+O2(g)=Li2O(s)+H2O(1)△H=-702kJ•mol-1。
2.+572kJ•mol﹣1
【详解】
由盖斯定律可知,(I+II+III)×2得到2H2O(l)═2H2(g)+O2(g)△H=[-213kJ•mol-1+(+327kJ•mol-1)+(+172kJ•mol-1)]×2=+572kJ•mol-1,故答案为:+572kJ•mol-1。
3.-285.84 kJ·mol-1 8 Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=-319.68 kJ·mol-1
【详解】
(1)H2的燃烧热H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.84 kJ·mol-1;
(2)一定量的H2完全燃烧生成H2O(l)放出热量Q=1143.36 kJ,则H2的物质的量为1143.36 kJ÷285.84 kJ·mol-1=4mol,质量为4mol×2g/mol=8g;
(3)①Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64.39 kJ·mol-1
②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.46 kJ·mol-1
③ H2(g)+ O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.84 kJ·mol-1
根据盖斯定律①+②÷2+③可得在H2SO4溶液中Cu与H2O2反应生成Cu2+和H2O的热化学方程式为:Cu(s)+H2O2(l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) ΔH=-319.68 kJ·mol-1。
4.①、④ 285kJ/mol 1425kJ C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=−57.3kJ/mol -246.1kJ·mol-1
【详解】
Ⅰ(1)放热反应焓变小于0,上述反应中属于放热反应的是①、④;
(2)1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量为燃烧热,根据反应①2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)△H=-570kJ/mol,2mol H2完全燃烧生成液态水时放出570kJ热量,则1mol H2完全燃烧放出×570kJ=285kJ的热量,H2的燃烧热为285kJ/mol;
(3)10gH2的物质的量为=5mol,由(2)计算可知,1mol H2完全燃烧生成液态水放出285kJ的热量,则10gH2燃烧生成液态水放出的热量为5mol×285kJ/mol =1425kJ;
(4)1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量为燃烧热,由④2C(s)+2O2(g)=2CO2(g)ΔH=-787kJ/mol可知,1molC(s)完全燃烧放出的热量为×787kJ=393.5kJ,则C(s)的燃烧热的热化学方程式为C(s)+O2(g)=CO2(g)ΔH=-393.5kJ/mol;
(5)1L1mol/LH2SO4溶液中硫酸的物质的量为1mol,2L1mol/LNaOH溶液中氢氧化钠的物质的量为2mol,二者完全反应生2mol水,放出114.6kJ的热量;在稀溶液里,强酸与强碱完全反应生成1mol水时放出的热量为中和热,因此二者反应生成1mol水时放出的热量为×114.6kJ=57.3kJ,则该中和热的热化学方程式为NaOH(aq)+H2SO4(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=−57.3kJ/mol;
Ⅱ(6)已知①CO(g)+2H2(g)=CH3OH(g) ΔH1=-90.7kJ·mol-1
②2CH3OH(g)=CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2kJ·mol-1
根据盖斯定律,2×①+②+③可得3CO(g)+3H2(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)ΔH=(-90.7kJ·mol-1)×2+( -23.5kJ·mol-1)+ (-41.2kJ·mol-1)=-246.1kJ·mol-1。
5.减小 不变 NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g) =-234kJ·mol-1 CH3OH(g)+3/2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =-764.7kJ·mol-1 N2(g)+O2(g)=2NO(g) =+183kJ·mol-1
【详解】
(1)加入催化剂能降低反应所需的活化能,则E1和E2都减小,催化剂不能改变反应物的总能量和生成物的总能量之差,即反应热不改变,所以催化剂对反应热无影响,由图可知,1mol NO2和1mol CO反应生成CO2和NO放出热量368-134=234 kJ,反应热化学方程式为NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) =-234 kJ•mol-1,故答案为:减小;不变;NO2(g)+CO(g)=NO(g)+CO2(g) =-234 kJ•mol-1;
(2)依据盖斯定律计算(②×3-①×2+③×2)得到CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =3×(-192.9kJ•mol-1)-2×(+49.0kJ•mol-1)+2×(-44 kJ•mol-1)=-764.7 kJ•mol-1;故答案为:CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) =-764.7 kJ•mol-1;
(3)由题干图示可知,该反应中的反应热=(945+498)kJ•moL-1-2×630 kJ•moL-1=+183 kJ•moL-1,所以其热化学反应方程式为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) =+183 kJ•moL-1,故答案为:N2(g)+O2(g)=2NO(g) =+183 kJ•moL-1。
6.P4 (s,白磷)=4P(s,红磷) △H=-29.2kJ/mol
【详解】
由①P4(s、白磷)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH=-2983.2KJ·mol-1和②P(s、红磷)+O2(g)=P4O10(s) ΔH=-738.5KJ·mol-1,据盖斯定律,①-②×4可得:P4 (s,白磷)=4P(s,红磷) △H=2983.2 kJ/mol -(-738.5 kJ/mol)×4=-29.2 kJ/mol,因此,白磷转化为红磷的热化学方程式为P4 (s,白磷)=4P(s,红磷) △H=-29.2kJ/mol。
7.M -1940 kJ∙mol−1 2Cl2(g) +2H2O(g)+C(s) =4HCl(g) + CO2(g) ΔH=-290 kJ∙mol−1 H2S(g)+1.5O2(g) = H2O(l) + SO2(g) ΔH=-a kJ∙mol−1 2ΔH2+2ΔH3-ΔH1=-488.3 kJ∙mol−1
【详解】
(1)该反应是吸热反应,根据能量越低越稳定,因此M、N相比,较稳定的是M;故答案为:M。
(2)根据键能数据估算CH4(g)+4F2(g)=CF4(g)+4HF(g)的反应热ΔH=414 kJ∙mol−1×4+155 kJ∙mol−1×4−489 kJ∙mol−1×4−565 kJ∙mol−1×4 =-1940 kJ∙mol−1;故答案为:-1940 kJ∙mol−1。
(3)使Cl2(g)和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,当有1molCl2参与反应时释放出145kJ热量,因此该反应的热化学方程式:2Cl2(g) +2H2O(g)+C(s) =4HCl(g) + CO2(g) ΔH=-290 kJ∙mol−1;故答案为:2Cl2(g) +2H2O(g)+C(s) =4HCl(g) + CO2(g) ΔH=-290 kJ∙mol−1。
(4)H2S的燃烧热ΔH=-a kJ∙mol−1,将H2S定义为1mol,燃烧生成二氧化硫气体和液态水放出akJ热量,因此H2S燃烧反应的热化学方程式H2S(g)+1.5O2(g) = H2O(l) + SO2(g) ΔH=-a kJ∙mol−1;故答案为:H2S(g)+1.5O2(g) = H2O(l) + SO2(g) ΔH=-a kJ∙mol−1。
(5)将第二个方程式2倍加上第三个方程式的2倍,再减去第一个方程式得到2C(s)+O2(g)+2H2(g)= CH3COOH(l) ΔH= 2ΔH2+2ΔH3-ΔH1=-488.3 kJ∙mol−1。
8.2C(石墨、s)+ H2(g)= C2H2 (g),ΔH=+226.8 kJ·mol-1 H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1
【详解】
(1)根据盖斯定律,①×4+②-③得4C(石墨、s)+ 2H2(g)=2C2H2 (g),ΔH=ΔH1×4+ΔH2-ΔH3=(-393.5kJ·mol-1)×4+(-571.6 kJ·mol-1)-( -2 599.2 kJ·mol-1)=+453.6 kJ·mol-1,将反应式除以2得:2C(石墨、s)+ H2(g)= C2H2 (g),ΔH=+226.8 kJ·mol-1,故答案为:2C(石墨、s)+ H2(g)= C2H2 (g),ΔH=+226.8 kJ·mol-1;
(2)中和热是强酸强碱的稀溶液发生酸碱中和反应生成1mol水所放出的热量。1 mol H2SO4与NaOH溶液恰好完全反应时,生成了2mol水,放出的热烈为114.6kJ,所以H2SO4与NaOH反应的中和热的热化学方程式:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l),ΔH=-57.3 kJ·mol-1,故答案为:H2SO4(aq)+NaOH(aq)=Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·mol-1。
9. .. 防止高温下Mg、Ti与空气中的(或、)作用
【详解】
(1)气体在氧气中完全燃烧的化学方程式为,由方程式可知,完全燃烧转移8 mol电子,故热化学方程式为 。
(2),故该反应的热化学方程式为 。
(3)根据盖斯定律,由2×Ⅰ-Ⅱ+Ⅲ可得: 。
10.
【详解】
(1)根据题给数据可知,反应的反应热,则其热化学方程式为 ;
(2)的物质的量为,和一定量的氧气混合点燃,恰好完全反应,生成1.5 mol液态水和并放出683.5 kJ的热量,则该反应的热化学方程式为 。
11. > -92
【详解】
(1)5 g液态在氧气中充分燃烧生成气体和液态水时放出113.5 kJ热量,故32 g(1 mol)液态在氧气中充分燃烧生成气体和液态水时放出热量,则1 mol液态甲醇充分燃烧生成气体和液态水的热化学方程式为: ;
(2)将两个热化学方程式进行比较,由于由气态变成液态放出热量,故,则,故答案为:>;
(3)由焓变与键能的关系知,的,故,故答案为:-92。
12.C(s)+H2O(l)=CO(g)+H2(g) ΔH=+131.3kJ·mol-1 +160kJ·mol-1 200
【详解】
(1)碳与足量水蒸气反应生成 CO 和 H2 ,即 C(s)+ H2O(l) =CO(g) + H2(g) ,再根据1mol碳反应吸收131.3kJ热量,得到该反应的焓变为+131.3kJ/mol,故答案为: C(s)+ H2O(l) =CO(g) + H2(g) ΔH=+131.3kJ⋅mol-1 ;
(2)根据盖斯定律,③-①-②得到目标方程式CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g),故目标反应的焓变 ΔH= ΔH3−ΔH1−ΔH2=−890 kJ⋅mol-1−(−566 kJ⋅mol-1)−(−484 kJ⋅mol-1)=+160 kJ⋅mol-1 ,故答案为:+160 kJ·mol-1;
(3) ΔH=反应物总键能-生成物总键能=436 kJ⋅mol-1+a−(2×369 kJ⋅mol-1)=−102 kJ⋅mol-1 ,解得a=200 kJ⋅mol-1,故答案为:200。
13.2H2(g)+O2 (g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1 462.9 CH4(g)+2O2 (g)= CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH=-890.3kJ·mol-1 CH4(g)+ 2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165.0 kJ·mol-1
【详解】
(1) 根据①4HCl(g)+O2(g)2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH=-115.6kJ·mol-1,②H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g) ΔH=-184kJ·mol-1,则①+②2为2H2(g)+O2 (g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则H2与O2反应生成气态水的热化学方程式是2H2(g)+O2 (g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,故答案:2H2(g)+O2 (g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1;
(2)根据反应热ΔH=反应物断键吸收的总能量-生成物成键释放的总能量,根据断键能量图可知:断开1molH—O键所需能量,则H—O键能为462.9 kJ·mol-1,故1molH—O键所需能量=462.9kJ,故答案:462.9;
Ⅱ. (1)根据已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2kJ·mol-1;②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4kJ·mol-1③ 2H2(g)+O2 (g)=2H2O(g) ΔH=-483.6 kJ·mol-1,则①2-②+③2为:CH4(g)+2O2 (g)= CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH=-890.3kJ·mol-1
故甲烷完全燃烧的热化学方程式:CH4(g)+2O2 (g)= CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH=-890.3kJ·mol-1,故答案:CH4(g)+2O2 (g)= CO2(g)+ 2H2O(g) ΔH=-890.3kJ·mol-1;
(2)由已知:①CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g) ΔH=+206.2kJ·mol-1;②CH4(g)+CO2(g)=2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247.4kJ·mol-1可知,则①2-②为CH4(g)+ 2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH=+206.2kJ·mol-12-247.4kJ·mol-1=+165.0 kJ·mol-1,故答案:CH4(g)+ 2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g) ΔH=+165.0 kJ·mol-1。
14. C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g) ΔH=+134.5 kJ·mol-1 413
【详解】
(1)酸与碱的反应为放热反应,ΔH的值为负值,放出的热量越多,ΔH的值越小,与1L 1的NaOH溶液反应时,与稀硝酸相比,浓硫酸溶于水放出大量的热,醋酸为弱酸,在溶液中电离时吸收热量,则ΔH1、ΔH2、ΔH3三者由大到小的顺序为,故答案为:;
(2)由盖斯定律可知,①+②+③可得碳与水制氢气总反应的热化学方程式C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g),则ΔH=ΔH1+ΔH2+ΔH3=(+19.3 kJ·mol-1)+(-57.2 kJ·mol-1)+(+172.4 kJ·mol-1) =+134.5 kJ·mol-1,反应的如化学方程式为C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g) ΔH=+134.5 kJ·mol-1,故答案为:C(s)+H2O(g)=H2(g)+CO(g) ΔH=+134.5 kJ·mol-1;
(3)由图可知,一氧化碳与氢气合成甲醇反应的反应热ΔH=-(510 kJ·mol-1-419 kJ·mol-1)=-91 kJ·mol-1,设甲醇中C-H键的键能为x,由反应热ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和可得:1084 kJ·mol-1+2×436 kJ·mol-1-x kJ·mol-1-3×413 kJ·mol-1=-91 kJ·mol-1,解得x=413,故答案为:413;
(4)①由图可知,D点对应氯元素的化合价为+7价,则D为,故答案为:;
②由图可知,A为氯离子、B为次氯酸根离子、C为氯酸根离子,次氯酸根离子转化为氯酸根离子和氯离子的方程式为,则ΔH=(63×1+0×2-60×3) kJ·mol-1=-117kJ·mol-1,热化学方程式为,故答案为:。
15.M < 2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)△H=﹣290kJ•mol﹣1 98kJ FeO(s)+ CO(g)== Fe(s)+CO2(g) △H=-218.0 kJ•mol-1
【详解】
(1)由M转化成N的热效应可知,M的总能量更低,能量越低越稳定,则较稳定的是M;
(2)CH3OH(l)的燃烧热是1molCH3OH(l)在足量氧气中充分燃烧生成二氧化碳和液态水时对应的焓变,生成二氧化碳气体,甲醇燃烧生成CO2(g)和H2(g)属于不完全燃烧,放出的热量小,则a<238.6;
(3)使Cl2和H2O(g)通过灼热的炭层,生成HCl和CO2,该化学方程式为:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g),当有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量,则有2mol Cl2参与反应时释放出290kJ,则该反应的热化学方程式:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)△H=﹣290kJ•mol﹣1;
(4)由4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)═2Al2O3(s)+3TiC(s)△H=﹣1176kJ/mol知:,转移12mol电子放热1176KJ,则反应过程中,每转移1mol电子放热98kJ;
(5)① Fe2O3(s)+3CO(g)== 2Fe(s)+3CO2(g) △H1= -24.8 kJ•mol-1② 3Fe2O3(s)+ CO(g)==2Fe3O4(s)+ CO2(g) △H21=-47.2 kJ•mol-1③ Fe3O4(s)+CO(g)==3FeO(s)+CO2(g) △H31=+640.5 kJ•mol-1,按照盖斯定律:[3×①-②-2×③]可得:反应FeO(s)+ CO(g)== Fe(s)+CO2(g) △H,则△H =[3×△H1-△H2-2×△H3]= -218.0 kJ•mol-1,则CO气体还原FeO固体得到Fe固体和CO2气体的热化学反应方程式:FeO(s)+ CO(g)== Fe(s)+CO2(g) △H=-218.0 kJ•mol-1。
16.Si(s)+O2(g)=SiO2(s)ΔH=-990kJ·mol-1 N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)ΔH=-622kJ/mol
【详解】
(1)反应的ΔH=反应物总键能-生成物总键能,则Si(s)在O2中完全燃烧生成SiO2的热化学方程式为Si(s)+O2(g)=SiO2(s)ΔH=(2×176+498)kJ·mol-1-4×460kJ·mol-1=-990kJ·mol-1;
(2)3.2g液态肼的物质的量为=0.1mol,0.1mol液态肼在O2(g)中完全燃烧,生成N2(g)和H2O(l),放出62.2kJ热量,则1mol液态肼在O2(g)中完全燃烧,生成N2(g)和H2O(l),放出62.2kJ×10=322kJ热量,故该反应热化学方程式为N2H4(l)+O2(g)=N2(g)+2H2O(l)ΔH=-622kJ/mol。
17.CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣725.8kJ•mol﹣1 ﹣84.6
【详解】
(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=725.8 kJ,所以甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣725.8 kJ•mol﹣1,故答案为:CH3OH(l)+O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=﹣725.8 kJ•mol﹣1;
(2)据盖斯定律,②+③×2﹣①得C(s)+2H2(g)+CO2(g)=CH3COOH(l)△H=﹣393 kJ/mol+(﹣285.8kJ/mol×2)﹣(﹣880kJ/mol)=﹣84.6 kJ /mol,故答案为:﹣84.6.
【点睛】
不能把甲醇燃烧热的热化学方程式写为2CH3OH(l)+3O2(g)═2CO2(g)+4H2O(l)△H=﹣1451.6 kJ•mol﹣1。燃烧热是1mol纯物质完全燃烧生成稳定的氧化物时放出的热量,所以写表示某物质燃烧热的热化学方程式时,纯物质的系数比须为1。
18.= > < CH4(g)+H2O(g)= CO(g)+3H2(g) ΔH(400K,101KPa)=+2a kJ·mol-1
【详解】
(1)反应热与反应物的总能量和生成物的总能量,与反应条件无关,则光照和点燃条件的△H相同;
故答案为:=;
(2)氢气分子生成氢原子要破坏化学键,需要吸热,则2mol氢原子所具有的能量大于1mol氢分子所具有的能量;
故答案为:>;
(3)常温时红磷比白磷稳定,说明白磷能量高,反应放出的热量较多,因△H<0,则放出的能量越多反应热越小;
故答案为:<;
(4)甲烷和水蒸气之间的反应方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g),0.5mol甲烷与0.5mol水蒸气在t℃、p kPa时,完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气),吸收了a kJ热量,所以1mol甲烷与1mol水蒸气在t℃、pkPa时,完全反应生成一氧化碳和氢气(合成气),吸收了2a kJ热量,热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+2akJ/mol;
故答案为:CH4(g)+H2O(g)=CO(g)+3H2(g)△H=+2akJ/mol。
19.吸热 小 +90 kJ·mol-1 不变 2Al(s)+3FeO(s) =Al2O3(s)+3Fe(s) ΔH=-850 kJ·mol-1
【分析】
(1)根据图示数据,结合焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量,计算判断;
(2)根据焓变=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量计算解答;
(3)催化剂只能改变反应的速率,不能改变反应热的大小;
(4)根据盖斯定律分析解答。
【详解】
(1)焓变ΔH=反应物断裂化学键吸收的能量-生成物形成化学键放出的能量,根据图示数据可知,N2+O2═2NO,△H=945kJ/mol+495kJ/mol-2×630kJ/mol=+180kJ/mol>0,是吸热反应,反应物的总能量小于生成物的总能量,即1mol O2与1mol N2的总能量比2mol NO的总能量小,故答案为:吸热;小;
(2)N2+O2═2NO,△H=945kJ/mol+495kJ/mol-2×630kJ/mol=+180kJ/mol,则N2(g)+O2(g)═NO(g)的△H=×(+180kJ/mol)=+90kJ/mol,故答案为:+90kJ/mol;
(3)催化剂只改变反应速率,不改变化学平衡,不改变反应的反应热,所以2NO(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+N2(g)△H=a kJ•mol-1,使用机动车尾气催化转化器,a值不变,故答案为:不变;
(4)①Fe(s)+O2(g)=FeO(s)△H=-275.0kJ•mol-1,②2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s)△H=-1675.0kJ•mol-1,由盖斯定律②-①×3计算得到:3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)△H=-850kJ/mol,故答案为:3FeO(s)+2Al(s)=Al2O3(s)+3Fe(s)△H=-850kJ/mol。
20.> ΔH1-ΔH2-ΔH3 2CO2(g)+6H2(g) CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-Q kJ·mol-1 585
【解析】
【详解】
①由图可知1molC3H8(g)、5molO2(g)的总能量低于3molC(石墨,s)、4molH2(g)和5molO2(g)的总能量,故C3H8(g)=3C(石墨,s)+4H2(g)为吸热反应,ΔH>0,故答案为:>。
②由图可写出下列热化学方程式:
①C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g)+4H2O(l) ΔH1
②3C(石墨,s)+3O2(g)=3CO2(g) ΔH2
③4H2(g)+2O2(g)=4H2O(l) ΔH3
根据盖斯定律,由①-②-③可得:C3H8(g)=3C(石墨,s)+ 4H2(g) ΔH=ΔH1-ΔH2-ΔH3,故答案为:ΔH1-ΔH2-ΔH3。
(2)已知在aMPa、500℃下,2molH2和1molCO2在某密闭容器中反应,生成水和气态二甲醚CH3OCH3,其中CO2的转化率为60%,此过程中放出0.3QkJ热量,则当消耗2molCO2时,放出热量为QkJ,所以此反应的热化学方程式为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-QkJ·mol-1,故答案为:2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH=-QkJ·mol-1。
(3)白磷燃烧的方程式为P4+5O2=P4O10,由二者的结构式可以看出:1mol白磷完全燃烧需拆开6molP-P键、5molO=O键,形成12molP-O键、4molP=O键,白磷的燃烧热为2982kJ·mol-1,所以共放出2982kJ热量,由于断裂化学键需要吸收能量,写出化学键需要放出能量,所以12mol×360kJ/mol+4mol×xkJ/mol-(6mol×198kJ/mol+5 mol×498kJ/mol)=2982kJ,解得x=585,故答案为:585。
21. 2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)△H=−290kJ⋅mol−1 -1 641.0 kJ·mol-1
【解析】(1)有1mol Cl2参与反应时释放出145kJ热量,2mol氯气反应放热290kJ,反应的热化学方程式为:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)△H=-290kJ•mol-1 ;故答案为:2Cl2(g)+2H2O(g)+C(s)═4HCl(g)+CO2(g)△H=-290kJ•mol-1 ;
(2)已知:①Fe2O3(s)+3C(石墨)=2Fe(s)+3CO(g)△H=+489.0kJ•mol-1,②CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)△H=-283.0kJ•mol-1,③C(石墨)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-1,则根据盖斯定律可知(③×3-①-②×3)×2即得到4Fe(s)+3O2(g)=2Fe2O3(s) △H=-1641.0kJ•mol-1,故答案为:-1641.0kJ•mol-1。
22.2220kJ·mol−1 4725.8kJ 3∶1
【解析】
【详解】
(1)燃烧热是指1mol可燃物完全燃烧生成稳定化合物所放出的热量,据题给的热化学方程式可知C3H8的燃烧热为2220kJ·mol-1,故答案为2220kJ·mol−1。
(2)据公式Q放=n(可燃物)×ΔH,1molH2和2molC3H8组成的混合气体完全燃烧释放的热量为285.8kJ·mol-1×1mol+2220kJ·mol-1×2 mol=4725.8kJ,故答案为4725.8kJ。
(3)设混合气体H2的物质的量为x,则C3H8的物质的量为(5-x)mol,所以:285.8kJ·mol-1×x+(5-x)mol×2220kJ·mol-1=3847kJ,解方程得x=3.75mol,则5-x=5mol-3.75mol=1.25mol。
故V(H2)∶V(C3H8)=3.75mol∶1.25mol=3∶1,故答案为3∶1。
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