题目内容
【题目】已知下列反应:
① 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H1 = –221 kJ/mol
② CO(g)+1/2O2(g)=CO2 (g) △H2 = –283 kJ/mol
③ 稀溶液中:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H3 = –57.3 kJ/mol
请回答下列问题:
(1)碳(C)的燃烧热为_______________________ 。已知碳的两种同素异形体的转化如下:C(s,金刚石) = C(s,石墨) △H = –1.9 kJ/mol ,则从能量角度判断:稳定性更大的是_________________(填名称)
(2)写出能表达反应③意义的一个热化学方程式_________________________________________________,向2L 0.5mol/L的NaOH溶液中加入稀醋酸,恰好完全反应时的热效应为△H4 ,则△H3_________△H4(填“>”,“=”或“<”)
【答案】393.5kJ/mol 石墨 HCl(aq)+NaOH(aq)=H2O(l)+NaCl(aq) △H= –57.3 kJ/mol △H3 < △H4
【解析】
(1)根据盖斯定律将①+②可得碳燃烧热的热化学方程式,从而可以知道其燃烧热;物质具有能量越高,物质的稳定性越弱;
(2)反应③为稀的强酸溶液与稀的强碱溶液反应生成盐和水的反应;醋酸为弱酸,电离过程需要吸收热量,导致放热热量减少,结合焓变为负值判断。
(1) ① 2C(s)+O2(g)=2CO(g) △H1 = –221 kJ/mol
② CO(g)+1/2O2(g)=CO2 (g) △H2 = –283 kJ/mol
根据盖斯定律①+②可得:C(s)+O2(g)= CO2 (g) △H= –393.5 kJ/mol;
根据反应C(s,金刚石) = C(s,石墨) △H = –1.9 kJ/mol ,可以知道,该反应为放热反应,说明金刚石的能量高于石墨,则石墨的稳定性更大,
因此,本题正确答案是:393.5kJ/mol;石墨;
(2)稀溶液中H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) △H3 = –57.3 kJ/mol
表示稀的强酸与稀的强碱溶液反应的热化学方程式,如热化学方程式:HCl(aq)+NaOH(aq)=H2O(l)+NaCl(aq) △H= –57.3 kJ/mol;
稀醋酸与氢氧化钠稀溶液恰好反应的中和热为△H4,因为醋酸的电离吸热,则反应中放出热量减少,因为焓变为负值,则△H3>△H4,
因此,本题正确答案是:HCl(aq)+NaOH(aq)=H2O(l)+NaCl(aq) △H= –57.3 kJ/mol;△H3 < △H4。
【题目】某实验小组以 H2O2 分解为例,研究浓度、催化剂、溶液酸碱性对反应速率的影响,在常温下按照如下方案完成实验。
实验编号 | 反应物 | 催化剂 |
① | 10 mL 2% H2O2 溶液 | 无 |
② | 10 mL 5% H2O2 溶液 | 无 |
③ | 10 mL 5% H2O2 溶液 | 1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3 溶液 |
④ | 10 mL 5% H2O2 溶液+少量 HCl 溶液 | 1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3 溶液 |
⑤ | 10 mL 5% H2O2 溶液+少量 NaOH溶液 | 1 mL 0.1 mol L-1 FeCl3 溶液 |
(1)催化剂能加快化学反应速率的原因是_____。
(2)实验①和②的目的是_________。实验时由于较长时间没有观察到明显现象而无法得出结论。资料显示,通常条件下 H2O2 稳定,不易分解。为了达到实验目的,你对原实验方案的改进是_____。
(3)写出实验③的化学反应方程式:_____。
(4)实验③、④、⑤中,测得生成氧气的体积随时间变化的关系如图。分析如图能够得出的实验结论是_____。