题目内容
【题目】I、在火箭推进器中装有强还原剂肼(N2H4)和强氧化剂(H2O2),当它们混合时,即产生大量N2和水蒸气,并放出大量热.已知0.4mol液态肼和足量液态H2O2反应,生成氮气和水蒸气,放出256kJ的热量.
(1)写出该反应的热化学方程式_______________________________________.
(2)已知H2O(l)═H2O(g);△H=+44kJ·mol﹣1,则16g液态肼燃烧生成氮气和液态水时,放出的热量是________kJ.
(3)丙烷燃烧可以通过以下两种途径:
途径I:C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H=﹣a kJ·mol﹣1
途径II:C3H8(g)═C3H6(g)+H2(g)△H=+b kJ·mol﹣1
2C3H6(g)+9O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H=﹣c kJ·mol﹣1
2H2(g)+O2 (g)═2H2O(l)△H=﹣d kJ·mol﹣1 (abcd均为正值)
请回答下列问题:
①判断等量的丙烷通过两种途径放出的热量,途径I放出的热量_______(填“大于”、“等于”或“小于”)途径II放出的热量.
②在C3H8(g)═C3H6(g)+H2(g) 的反应中,反应物具有的总能量________(填“大于”、“等于”或“小于”)生成物具有的总能量.
③b 与a、c、d的数学关系式是_____________.
II、利用如图所示装置测定中和热的实验步骤如下:
①用量筒量取50 mL 0.50 mol·L1盐酸倒入小烧杯中,测出盐酸温度;②用另一量筒量取50 mL 0.55 mol·L1 NaOH溶液,并用同一温度计测出其温度;③将NaOH溶液倒入小烧杯中,设法使之混合均匀,测得混合液最高温度。
回答下列问题:
(1)为什么所用NaOH溶液要稍过量?__________________________。
(2)假设盐酸和氢氧化钠溶液的密度都是1 g·cm3,又知中和反应后生成溶液的比热容c=4.18 J·g1·℃1。为了计算中和热,某学生实验记录数据如下:
实验 序号 | 起始温度t1/℃ | 终止温度t2/℃ | |
盐酸 | 氢氧化钠 | ||
1 | 20.0 | 20.0 | 23.0 |
2 | 20.1 | 20.1 | 23.2 |
3 | 20.2 | 20.2 | 23.4 |
依据该学生的实验数据计算,该实验测得的中和热ΔH=________kJ·mol1_(结果保留一位小数)。
(3)不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,理由是_________________。
【答案】N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣640kJ/mol 408 等于 小于 b=﹣a 确保盐酸被完全中和 51.8 kJ·mol1 H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定
【解析】
I(1)书写热化学方程式注意化学计量数代表物质的量,与△H相对应,同时标明反应物和生成物的状态;
(2)利用盖斯定律解题;
(3)①根据盖斯定律来判断两种途径放热之间的关系;
②该反应属于吸热反应,反应物具有的总能量小于生成物的总能量;
③根据盖斯定律来判断各步反应之间的关系;
II(1)氢氧化钠过量可以保证盐酸充分反应;
(2)先求出△t 的平均值,在根据Q= mc△t计算放出的热量,在计算生成1mol水放出的热量,即可得中和热。
(3)H2SO4与Ba(OH)2反应会生成BaSO4沉淀,影响中和热的测定。
I(1)已知0.4mol液态肼和足量H2O2(l)反应生成氮气和水蒸气时放出256.64kJ的热量,依据热化学方程式的书写原则,结合定量关系写出,1mol肼和过氧化氢反应生成氮气和水蒸气放出的热量==640 kJ,所以热化学方程式为 N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣640kJ/mol;
答案:N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g)△H=﹣640kJ/mol;
(2)16g液态肼物质的量==0.5mol,由①N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(g);△H=-641.6kJ/mol;②H2O(1)=H2O(g)△H=+44kJ/mol,结合盖斯定律,可以把②×4方向倒转得到③4H2O(g)=4H2O(l)△H=-44×4kJ/mol=-176kJ/mol,①+③得到N2H4(1)+2H2O2(1)=N2(g)+4H2O(l) △H=-816kJ/mol,所以0.5mol液态肼与足量双氧水反应生成氮气和液态水时,放出的热量==408kJ;
答案:408;
(3)①根据盖斯定律,煤作为燃料不管是一步完成还是分两步完成,反应物和产物的焓值是一定的,所以两途径的焓变值一样,放出的热量一样;
答案:等于;
②该反应属于吸热反应,因此反应物具有的总能量小于生成物的总能量;
答案:小于;
③ C3H8(g)+5O2(g)═3CO2(g)+4H2O(l)△H=﹣a kJ·mol﹣1 ①
2C3H6(g)+9O2(g)═6CO2(g)+6H2O(l)△H=﹣c kJ·mol﹣1 ②
2H2(g)+O2 (g)═2H2O(l)△H=﹣d kJ·mol﹣1 ③
根据盖斯定律:①-②/2-③/2得C3H8(g)═C3H6(g)+H2(g)△H=+﹣a kJ·mol﹣1再根据已知可得b=+﹣a;
答案:b=+﹣a;
II(1)为了确保盐酸被完全中和,所用NaOH溶液要稍过量;
答案:确保盐酸被完全中和;
(2)50mL 0.50mol/LHCl与 50mL0.55mol/L NaOH溶液进行中和反应生成水的物质的量为0.05L×0.50mol/L=0.025mol,溶液的质量为:100ml×1g/ml=100g,温度变化的值为△T=3.2℃,则生成0.025mol水放出的热量为Q=mc△t=100g×4.18J/(g℃)×3.1℃=1295.8J,即1.295kJ,所以实验测得的中和热△H=--51.8kJ/mol;
答案:51.8;
(3)不能用Ba(OH)2溶液和硫酸代替氢氧化钠溶液和盐酸,因为H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定;
答案:H2SO4与Ba(OH)2反应生成BaSO4沉淀的生成热会影响中和热的测定。
【题目】某无色稀溶液X中,可能含有下表所列离子中的某几种。
阴离子 | CO32-、SiO32-、AlO2-、Cl- |
阳离子 | Al3+、Fe3+、Mg2+、NH4+、Na+ |
现取该溶液适量,向其中加入某试剂Y,产生沉淀的物质的量(n)与加入试剂体积(V)的关系如图所示。
(1)若Y是盐酸,则oa段转化为沉淀的离子(指来源于X溶液的,下同)是________________________,ab段发生反应的离子是________,bc段发生反应的离子方程式为___________________________________。
(2)若Y是NaOH溶液,则X中一定含有的阳离子是____________________, ab段反应的离子方程式为_______________________________________________________________________。
【题目】下表为元素周期表的一部分,请参照元素①-⑧在表中的位置,用化学用语回答下列问题:
族 周期 | IA | 0 | ||||||
1 | ① | ⅡA | ⅢA | ⅣA | ⅤA | ⅥA | ⅦA | |
2 | ② | ③ | ④ | |||||
3 | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
(1)⑧的原子结构示意图为_________;
(2)②的气态氢化物分子的结构式为___________,②和⑦的气态氢化物的稳定性相比,其中较弱的是____ (用该氢化物的化学式表示);
(3)②、③的最高价含氧酸的酸性由强到弱的顺序是____(填化学式);
(4)⑤、⑥元素的金属性强弱依次为___________(填“增大”、“减小”或“不变”);
(5)④、⑤、⑥的形成的简单离子半径依次_________(填“增大”、“减小”或“不变”);
(6)①、④、⑤元素可形成既含离子键又含共价键的化合物,写出它的电子式:_____。
【题目】高炉炼铁过程中发生的反应:1/3Fe2O3(s)+CO(g)2/3Fe(s)+CO2(g),已知该反应在不同温度下的平衡常数如下表,下列说法正确的是
温度/℃ | 1000 | 1150 | 1300 |
平衡常数 | 4.0 | 3.7 | 3.5 |
A. △H>0
B. 该反应的平衡常数表达式是
C. 其他条件不变,向平衡体系充入CO2气体,K值减小
D. 其他条件不变,增大压强,平衡往逆向移动