题目内容
【题目】(1)常温常压下,依据事实,写出下列反应的热化学方程式。
①在25℃、101kPa下,2g甲醇燃烧生成CO2和液态水时放热45kJ。则表示甲醇燃烧热的热化学方程式为______________________。
②若适量的N2和O2完全反应,每生成23g NO2需要吸收17kJ热量__________________。
(2)断裂1mol(理想)气体分子化学键所吸收的能量或形成1mol(理想)气体分子化学键所放出的能量称为键能(单位为KJ.mol-1)下表是一些键能数据(KJ·mol-1)
化学键 | 键能 | 化学键 | 键能 | 化学键 | 键能 | 化学键 | 键能 |
C—H | 414 | C—F | 489 | H—F | 565 | F—F | 158 |
H-H | 436 | H-N | 391 |
①根据键能数据计算以下反应的反应热△H:
CH4(g)+4F2(g)﹦CF4(g)+4HF(g) △H
②根据键能和反应热化学方程式1/2N2(g)+3/2H2(g) =NH3(g ) △H = —46 kJ·mol-1 计算N≡N的键能。
(3)火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和强氧化剂液态双氧水。当把0.4mol液态肼和0.8mol H2O2混合反应,生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量(25℃、101 kPa下测得的热量)。
①该反应的热化学方程式为 。
②又已知H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ/mol。则16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是 kJ。
【答案】(1)①CH3OH(l)+O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) ΔH=–720kJ·mol-1
②N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) ΔH=+68kJ·mol-1
(2)①-1928 kJ·mol1②946 kJ·mol1
(3)①N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) △H=-640kJ·mol-1 ② 408
【解析】
试题分析:(1)①在25℃、101kPa下,2 g甲醇(CH3OH)燃烧生成CO2和液态水时放热45 kJ,则32g甲醇燃烧生成二氧化碳和液态水放出热量为720 kJ;所以表示甲醇燃烧热的热化学方程式为CH3OH(l)+O2(g)→CO2(g)+2H2O(l) ΔH=–720kJ·mol-1 ;
②适量的N2和O2完全反应,每生成23克NO2需要吸收17kJ热量,则生成46g二氧化氮反应吸收热量68kJ,所以反应的热化学方程式为N2(g)+2O2(g) = 2NO2(g) ΔH=+68kJ·mol-1;
(2)①化学反应的反应热等于反应物的键能总和-生成物的键能总和,根据化学反应CH4(g)+4F2(g)﹦CF4(g)+4HF(g),△H=4×414+4×158-4×489+4×565=-1928 kJ·mol1;
②设N≡N的键能为x,化学反应的反应热等于反应物的键能总和-生成物的键能总和,根据化学反应1/2N2(g)+3/2H2(g) =NH3(g ) △H = —46 kJ·mol-1,△H=0.5×x+1.5×436-3×391=-46kJ·mol1,解得x=946 kJ·mol1。
(3)①反应方程式为:N2H4+2H2O2=N2+4H2O,0.4mol液态肼放出256 kJ的热量,则1mol液态肼放出的热量为256÷0.4=640 kJ,所以反应的热化学方程式为:N2H4(l)+2H2O2(l)==N2(g)+4H2O(g) △H=-640kJ·mol-1;
② N2H4(l)+2H2O2(l)==N2(g)+4H2O(g) △H=-640kJ·mol-1 ①;
H2O(l)=H2O(g)△H=+44kJ/mol ②;
依据盖斯定律①-②×4得到N2H4(l)+2H2O2(l)==N2(g)+4H2O(l) △H=-816kJ/mol,16g液态肼物质的量=16g÷32g/mol=0.5mol,所以16g液态肼与液态双氧水反应生成液态水时放出的热量是408kJ。