题目内容
【题目】能源短缺是人类社会面临的重大问题,利用化学反应可实现多种形式的能量相互转化。请回答以下问题:
(1)由气态基态原子形成1mol化学键释放的最低能量叫键能。从化学键的角度分析,化学反应的过程就是旧键断裂和新键的形成过程。已知反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H=-93 kJ·mol-1。
试根据表中所列键能数据,计算a 的数值为 kJ/mol。
化学键 | H-H | N-H | N≡N |
键能/kJ·mol-1 | 436 | a | 945 |
(2)甲醇是一种可再生能源,具有广泛的开发和应用前景。已知在常压下有如下变化:
① 2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g) ΔH =a kJ/mol
② H2O(g)=H2O(l) ΔH =b kJ/mol
写出液态甲醇完全燃烧生成二氧化碳和液态水的热化学方程式: 。
(3)已知:HCN(aq)与NaOH(aq)反应的焓变△H=-12.1kJ·mol-1; HCl(aq)与NaOH(aq)反应的焓变ΔH=-55.6 kJ·mol-1。则HCN在水溶液中电离的焓变ΔH等于 。
(4)已知:H2(g)+1/2O2(g)=H2O(1) △H=-285.83kJ·mol-1
CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g) △H=-282.9kJ·mol-1;
若氢气与一氧化碳的混合气体完全燃烧可生成5.4g H2O(l),并放出114.3kJ的热量,则混合气中CO的物质的量为 (计算结果保留以为小数)
【答案】(1)391;
(2)2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=(a+4b)kJ/mol;
(3)+43.5kJ·mol-1;(4)0.1mol。
【解析】
试题分析:(1)根据反应热与键能的关系,△H=反应物键能总和-生成物键能总和=(945+3×436-2×3×a)kJ·mol-1=-93kJ·mol-1,解得a=391;(2)甲醇燃烧的反应方程式为2CH3OH + 3O2→2CO2 + 4H2O,① + 4×②,得出:2CH3OH(l) + 3O2(g)=2CO2(g) + 4H2O(l)ΔH =(a+4b)kJ/mol;(3)①HCN(aq)H + (aq) + CN-(aq) △H1,②H + (aq) + OH-(aq) = H2O(l) △H2 = -55.6kJ·mol-1,③NaOH(aq) + HCN(aq) = NaCN(aq) + H2O(l),△H3 = -12.1kJ·mol-1,① + ② = ③,△H1 + △H2 = △H3,△H1 = + 43.5kJ·mol-1;(4)设CO的物质的量为xmol,H2的物质的量为5.4 × 2/(18 × 2)mol = 0.3,因此有0.3×285.83 + 282.9x=114.3,解得x=0.1mol。