题目内容
【题目】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,转化过程如下:
则M、N相比, 较稳定的是____。
(2)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) ΔH=-1 176 kJ·mol-1,则反应过程中,每转移1 mol电子放出的热量为________
(3)已知拆开1 mol H—H键、1 mol N—H键、1 mol N≡N键分别需要的能量是436 kJ、391 kJ、946 kJ,则N2与H2反应生成NH3的热化学方程式为_________________
(4)根据下列热化学方程式:
①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1;
②H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1;
③CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-870.3 kJ·mol-1
可以计算出2C(s)+2H2(g)+O2(g)===CH3COOH(l)的反应热为________
【答案】 M 98kJ N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92 kJ·mol-1 -488.3 kJ·mol-1
【解析】分析:(1) M转化成N为吸热反应,则1molM具有的总能量低于1molN具有的总能量,M较稳定;
(2)所给反应中转移12个电子,故每转移1mol电子放出的热量为=98 kJ。
(3)在反应N2+3H22NH3中,断裂3molH-H键,1mol N≡ N键共吸收的能量为:3×436kJ+946kJ=2254kJ,生成2mol NH3,共形成6mol N-H键,放出的能量为:6×391kJ=2346kJ,吸收的热量少,放出的热量多,该反应为放热反应,放出的热量为:2346kJ-2254kJ=92kJ;
(4)根据热化学方程式和盖斯定律进行分析计算,通过热化学方程式①×2和②×2相加再减去③消去二氧化碳和水得到所求的热化学方程式,注意热化学方程式改变系数,焓变随之改变。
详解:(1)有机物M经过太阳光光照可转化成N,
ΔH=+88.6 kJ·mol-1,过程是吸热反应,N暗处转化为M,是放热反应,能量越低越稳定,说明M稳定;
因此,本题正确答案是:M;
(2) 4Al(s)+3TiO2(s)+3C(s)2Al2O3(s)+3TiC(s) ΔH=-1 176 kJ·mol-1,转移12mol电子放热1 176 kJ,则反应过程中,每转移1mol电子放热98 kJ,
因此,本题正确答案是: 98 kJ。
(3)在反应N2+3H22NH3中,断裂3molH-H键,1mol N≡ N键共吸收的能量为:3×436kJ+946kJ=2254kJ,生成2mol NH3,共形成6mol N-H键,放出的能量为:6×391kJ=2346kJ,吸收的热量少,放出的热量多,该反应为放热反应,放出的热量为:2346kJ-2254kJ=92kJ,即N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1,故答案为:N2(g)+3H2(g)=2NH3(g) △H=-92kJ·mol-1
(4)①C(s)+O2(g)===CO2(g) ΔH1=-393.5 kJ·mol-1;
②H2(g)+1/2O2(g)===H2O(l) ΔH2=-285.8 kJ·mol-1;
③CH3COOH(l)+2O2(g)===2CO2(g)+2H2O(l) ΔH3=-870.3 kJ·mol-1
根据盖斯定律,热化学方程式①×2+②×2-③得到: ΔH=-488.3 kJ·mol-1,