题目内容
【题目】写出或完成下列热化学方程式。
(1)0.5molCH4完全燃烧生成CO2和液态水时,放出445kJ 的热量。写出CH4燃烧的热化学方程式__________。
(2)通常人们把拆开1mol某化学键吸收的能量看成该化学键的键能。下表是一些化学键的键能。
化学键 | C-H | C-F | H-F | F-F |
键能kJ/mol | 414 | 489 | 565 | 155 |
根据键能数据估算下列反应:CH4(g) + 4F2(g)=CF4(g) + 4HF(g)的反应热△H为_____。
(3)1840年瑞士的化学家盖斯(Hess)在总结大量实验事实(热化学实验数据)的基础上提出:“定压或定容条件下的任意化学反应,在不做其它功时,不论是一步完成的还是几步完成的,其热效应总是相同的(反应热的总值相等)。”
已知:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g) ΔH1
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g) ΔH2
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g) ΔH3
请写出CO还原FeO的热化学方程式:______。
(4)在101KP下,1g氢气完全燃烧生成液态水放出142.9kJ的热量,请回答下列问题:
①氢气的燃烧热为__________;
②氢气燃烧热的热化学方程式为________;
(5)氢能的存储是氢能利用的前提,科学家研究出一种储氢合金Mg2Ni,已知:
Mg(s)+H2(g)=MgH2(s) ΔH1=-74.5kJ·mol-1;
Mg2Ni(s)+2H2(g)=Mg2NiH4(s) ΔH2;
Mg2Ni(s)+2MgH2(s)=2Mg(s)+Mg2NiH4(s) ΔH3=+84.6kJ·mol-1。
则ΔH2=_______kJ·mol-1;
(6)白磷与氧气可发生如下反应:P4+5O2=P4O10。已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为P—P a kJ·mol-1、P—O b kJ·mol-1、P=O c kJ·mol-1、O=O d kJ·mol-1。根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH为_____。
(7)同素异形体相互转化的反应热相当小而且转化速率较慢,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“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”观点来计算反应热。已知:
①P4(白磷,s)+5O2(g)=P4O10(s) ΔH1=-2 983.2 kJ·mol-1
②P(红磷,s)+5/4O2(g)=1/4P4O10(s) ΔH2=-738.5 kJ·mol-1
相同状况下,能量较低的是________;白磷的稳定性比红磷________(填“大”或“小”)。
【答案】CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol -1940kJ/mol CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1-△H2-2△H3)/6 285.8 kJ·mol-1 H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1 -64.4kJ·mol-1 (6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1 红磷 小
【解析】
本题主要考察热化学中热化学方程式的书写及计算,在叠加方程时注意抵消中间物,以及题上的要求,是否有说明燃烧热的热化学方程式;(6)根据键能计算反应的焓变,从物质的结构图出发进行分析,焓变=反应物的键能和-生成物的键能和。
(1)热化学方程式的书写要注意标注状态及焓变,由题知0.5molCH4完全燃烧放出445kJ 的热量,所以根据关系式可以写出甲烷燃烧的热化学方程式:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol;
故答案为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/mol;
(2)反应物的总键能-生成物的总键能=焓变,由表格数据,可以计算出 ;
故答案为:-1940kJ/mol;
(3)先写出CO还原FeO的,再根据已知的3个方程进行叠加,抵消掉不需要的物质,最终焓变为:(3△H1-△H2-2△H3)/6,则CO还原FeO的热化学方程式为:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1-△H2-2△H3)/6;
故答案为:CO(g)+FeO(s)=Fe(s)+CO2(g) △H=(3△H1-△H2-2△H3)/6;
(4)氢气燃烧的热化学方程式为:,找出对应的关系式: ,氢气的燃烧热指 氢气完全燃烧生成二氧化碳和液态水放出的热量为: ;氢气燃烧热的热化学方程式要求可燃物氢气前的系数为1,氢气燃烧热的热化学方程式H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1;
故答案为:285.8 kJ·mol-1;H2(g)+1/2 O2(g)= H2O(l) ΔH=-285.8kJ·mol-1;
(5)热化学方程式计算焓变,将已知方程进行叠加,消除不需要的中间物质,可得 ;
故答案为:-64.4kJ·mol-1;
(6) 的结构图知,完全燃烧生成,要断裂键和键,形成键和键,因此该反应的焓变: ;
故答案为:(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1;
(7)由已知方程可得白磷红磷转化的热化学方程式: 在相同的状况下,能量较低的是红磷,能量越低越稳定,白磷的稳定性比红磷小;
故答案为:红磷 ; 小。
【题目】硫酸锌可作为食品锌强化剂的原料。工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3、FeCO3、MgO、CaO等,生产工艺流程示意如下:
(1)将菱锌矿研磨成粉的目的是_______________________。
(2)针铁矿(Goethite)是以德国诗人歌德(Goethe)名字命名的,组成元素是Fe、O和H,化学式量为89,化学式是______________。
(3)根据下表数据,调节“滤液2”的pH时,理论上可选用的最大区间为________________
Mg(OH)2 | Zn(OH)2 | MgCO3 | CaCO3 | |
开始沉淀的pH | 10.4 | 6.4 | — | — |
沉淀完全的pH | 12.4 | 8.0 | — | — |
开始溶解的pH | — | 10.5 | — | — |
工业上从“滤液3”制取MgO过程中,最合适的反应物是______________(选填序号)。
A、大理石粉 B、石灰乳 C、纯碱溶液 D、烧碱溶液
“滤液4”之后的操作依次为______、_______、过滤,洗涤,干燥。
(4)分析图中数据,菱锌矿粉中ZnCO3 的质量分数不低于________。