题目内容

7．化学反应常常伴随着能量变化．
（1）在25℃、101kPa下，1g液态甲醇（CH3OH）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CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.8 kJ•mol-1．
（2）已知断开1mol H-H键，1mol N-H键，1mol N≡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N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ•mol-1
（3）在298K下，C、Al的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量a kJ和b kJ．又知一定条件下，Al能将C从CO2置换出来，写出此置换反应的热化学方程式：4Al（s）+3CO2（g）═2Al2O3（s）+3C（s）△H=-（4b-3a）kJ/mol．
（4）0.1mol的气态高能燃料乙硼烷（B2H6）在O2中燃烧，生成固态B2O3和液态水，放出216.5kJ的热量，其热化学方程式为B2H6（g）+3O2（g）═B2O3（s）+3H2O（l）△H=-2165kJ/mol．又知：H2O（l）=H2O（g）△H=+44kJ•mol-1，则11.2L （标准状况下）B2H6完全燃烧生成气态水时放出的热量是1016.5kJ．

分析 （1）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时放出的热量；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725.8KJ；
（2）化学反应中，化学键断裂吸收能量，形成新化学键放出能量，根据方程式计算分别吸收和放出的能量，以此计算反应热并判断吸热还是放热；
（3）依据在298K下，C、Al的单质各1mol完全燃烧，分别放出热量aKJ和bKJ和盖斯定律计算得到所需热化学方程式；
（4）0.3mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出649.5KJ的热量，则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出2165KJ的热量，根据盖斯定律写出其热化学反应方程式，后根据物质的物质的量与反应放出的热量成正比来解答．

解答 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=725.8KJ，所以甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.8 kJ•mol-1，
故答案为：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.8 kJ•mol-1；
（2）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，
故答案为：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92kJ•mol-1；
（3）由题意可写出热化学方程式：
①C（s）+O2（g）═CO2（g）△H=-a kJ•mol-1，
②4Al（s）+3O2（g）═2Al2O3（s）△H=-4b kJ•mol-1．
高温下铝置换碳的反应为：4Al+3CO2$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Al2O3+3C，
根据盖斯定律：②-①×3可得，4Al（s）+3CO2 （g）═2Al2 O3 （s）+3C（s）△H=-（4b-3a）kJ/mol；
故答案为：4Al（s）+3CO2 （g）═2Al2 O3 （s）+3C（s）△H=-（4b-3a）kJ/mol；
（4）0.1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出216.5KJ的热量，则1mol气态高能燃料乙硼烷在氧气中燃烧，生成固态三氧化二硼和液态水，放出2165KJ的热量，反应的热化学方程式为：B2H6（g）+3O2（g）═B2O3（s）+3H2O（l）△H=-2165kJ/mol，
①B2H6（g）+3O2（g）═B2O3（s）+3H2O（l）△H=-2165kJ/mol，
②H2O（l）→H2O（g）；△H=+44kJ/moL，
由盖斯定律可知①+②×3得：B2H6（g）+3O2（g）═B2O3（s）+3H2O（g）△H=-2033kJ/mol，
11.2L（标准状况）即0.5mol乙硼烷完全燃烧生成气态水时放出的热量是2033kJ/mol×0.5mol=1016.5kJ，
故答案为：B2H6（g）+3O2（g）═B2O3（s）+3H2O（l）△H=-2165kJ/mol；1016.5．

点评 本题考查燃烧热的热化学方程式的书写、焓变求算，题目难度不大，注意表示热化学方程式的书写要注明物质聚集状态和反应热的正负号问题．

练习册系列答案
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17．科学家利用太阳能分解水生成的氢气在催化剂作用下与二氧化碳反应生成甲醇，并开发出直接以甲醇为燃料的燃料电池．已知H2（g）、CO（g）和CH3OH（l ）的燃烧热△H分别为-285.8kJ•mol-1、-283.0kJ•mol-1和-726.5kJ•mol-1．请回答下列问题：
（1）用太阳能分解10mol水消耗的能量是2858kJ；
（2）在容积为2L的密闭容器中，由CO2和H2合成甲醇，在其他条件不变的情况下，考察温度对反应的影响，实验结果如图所示（注：T1、T2均大于300℃）：下列说法正确的是③④（填序号）
①温度为T1时，从反应开始到平衡，生成甲醇的平均速率为n（CH3OH）=$\frac{{n}_{t}}{{t}_{t}}$ mol•L-1•min-1
②该反应在T1时的平衡常数比T2时的小
③该反应为放热反应
④处于A点的反应体系从T1变到T2，达到平衡时$\frac{n（{H}_{2}）}{n（C{H}_{3}OH）}$增大
（3）在T1温度时，将1mol CO2和3mol H2充入一密闭恒容容器中，充分反应达到平衡后，若CO2的转化率a，则容器内的压强与起始压强之比为1-$\frac{a}{2}$．
18．KHCO3和K2CO3分别与NaHCO3和Na2CO3性质类似，下列比较中正确的是（　　）
A．常温下在水中溶解性比KHCO3＞K2CO3
B．热稳定性K2CO3＜KHCO3
C．和酸反应放出CO2的快慢KHCO3＞K2CO3
D．等量的盐酸分别与足量KHCO3和K2CO3反应，产生CO2一样多
15．常见锌锰干电池因含有汞、酸或碱等，废弃后进入环境将造成严重危害．某化学兴趣小组拟采用如图1处理方法回收废电池中的各种资源．
（1）填充物用60℃温水溶解，目的是加快溶解速率．
（2）操作A的名称为过滤．
（3）铜帽溶解时加入H2O2的目的是Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O（用化学方程式表示）．铜帽溶解完全后，可采用加热方法除去溶液中过量的H2O2．
（4）碱性锌锰干电池的电解质为KOH，总反应为Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn（OH）2，其负极的电极反应式为Zn+2OH--2e-=Zn（OH）2．
（5）滤渣的主要成分为含锰混合物，向含锰混合物中加入一定量的稀硫酸、稀草酸，并不断搅拌至无气泡为止．主要反应为2MnO（OH）+MnO2+2H2C2O4+3H2SO4=3MnSO4+4CO2↑+6H2O．
①当1mol MnO2参加反应时，共有4mol电子发生转移．
②MnO（OH）与浓盐酸在加热条件下也可发生反应，试写出该应的化学方程式：2MnO（OH）+6HCl（浓）$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2MnCl2+Cl2↑+4H2O．
（6）锌锰干电池所含的汞可用KMnO4溶液吸收．在不同pH下，KMnO4溶液对Hg的吸收率及主要产物如图2所示：

根据图可知：
①pH对Hg吸收率的影响规律是随pH升高，汞的吸收率先降低后增加．
②在强酸性环境下Hg的吸收率高的原因可能是KMnO4在酸性条件下氧化性强．
2．高炉炼铁中发生的基本反应之一：FeO（s）+CO（g）?Fe（s）+CO2（g）；正反应吸热
（l）已知1100℃时 K=0.263．应该反应化学平衡常数的表达式为$\frac{c（CO{\;}_{2}）}{c（CO）}$，温度升高，化学平衡移动后达到新的平衡，平衡常数K值增大．（填增大、减小或不变）
（2）1100℃时测得高炉中 c（CO2）=0.025mol/L，c（CO）=0.1mol/L，此时化学反应速率是v（正）＞v（逆）（填=、＞或＜）
（3）在如图中画出在某时刻条件改变后的图象（其他条件不变）．t1：增大CO的浓度 t2：降低温度．
12．燃烧10g CH4生成液态水和气态CO2，放出556.5kJ的热量，以下的热化学方程式正确的是（　　）
A．CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=55.65kJ/mol
B．CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-55.65kJ/mol
C．CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（l）△H=-890.4kJ/mol
D．CH4（g）+2O2═CO2+2H2O△H=890.4kJ/mol
19．甲醇是重要的化工原料，又可称为燃料．利用合成气（主要成分为CO、CO2和H2）在催化剂的作用下合成甲醇，发生的主反应如下：
①CO（g）+2H2（g）?CH3OH（g）△H1
②CO2（g）+3H2（g）?CH3OH（g）+H2O（g）△H2
③CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g）△H3
回答下列问题：
（1）已知反应①中的相关的化学键键能数据如下：（其中CO中的碳氧键为C$\frac{\underline{\;←\;}}{\;}$O）
化学键H-HC-OC$\frac{\underline{\;←\;}}{\;}$OH-OC-H
E/（kJ．mol-1）4363431076465413
由此计算△H1=-99kJ•mol-1，已知△H2=-58kJ•mol-1，则△H3=+41kJ•mol-1．
（2）在25℃、101KPa下，每充分燃烧1g CH3OH并恢复到原状态，会释放22.68KJ的热量．请写出表示甲醇燃烧热的热化学反应方程式：CH3OH（l）+$\frac{3}{2}$O2（g）=CO2（g）+2H2O（l）△H=-725.76kJ•mol-1．
（3）利用CO2与H2反应还可合成二甲醚（CH3OCH3）．以KOH为电解质溶液，组成二甲醚空气燃料电池，该电池工作时其负极反应式是CH3OCH3-12e-+16OH-=2CO32-+11H2O．
（4）常温下，用二甲醚燃料电池电解600mL NaCl溶液，若消耗二甲醚0.23g，两极共产生气体1.344L（标准状况），溶液的pH=13．
（5）若用二甲醚燃料电池电解CO制备CH4和W，工作原理如图所示，生成物WNaHCO3是，其电解总离子方程式是4CO+3CO32-+5H2O=6HCO3-+CH4↑．
16．下列叙述正确的是（　　）
A．CO2的水溶液可以导电，CO2是电解质
B．硫酸钡难溶于水，但却是电解质
C．氯化钠溶液在电流的作用下电离成钠离子和氯离子
D．溶于水后能电离出氢离子的化合物都是酸
17．下列变化肯定不可逆的是（　　）
A．电离B．水解C．盐析D．蛋白质的变性

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