题目内容

以下是一些烷烃的燃烧热(kJ/mol)数据，回答下列问题：

化合物
燃烧热
化合物
燃烧热
甲烷
891．0
正丁烷
2 878．0
乙烷
1560．8
异丁烷
2 869．6
丙烷
2 221．5
2-甲基丁烷
3 531．3
 
（1）已知：物质的能量越高越不稳定，根据表中的数据，比较正丁烷、异丁烷的热稳定性：正丁烷______异丁烷(填“>”、“＝”或“<”)。
（2）写出乙烷燃烧的热化学方程式：________________________
（3）相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量______(填“越多”、“越少”或“相同”)。

（1）<    （2）2C2H6(g)＋7O2(g)=4CO2(g)＋6H2O(l)  ΔH＝－3121．6kJ/mol    （3）越少

解析试题分析：根据表中的数据可以看出：正丁烷的燃烧热为2 878．0 kJ/mol；而异丁烷的燃烧热为2 869．6 kJ/mol。由于物质的能量越高越不稳定，因此稳定性正丁烷<异丁烷。（2）根据已知的燃烧热的数据可得乙烷燃烧的热化学方程式为2C2H6(g)＋7O2(g)=4CO2(g)＋6H2O(l)  ΔH＝－3121．6kJ/mol。（3） 对于烷烃来说，分子式通式为CnH2n+2。可见:随着分子中C原子数的增多，C的含量逐渐增大。1g甲烷完全燃烧产生的热量为891．0KJ÷16=55．7KJ;1g乙烷完全燃烧产生的热量为1560．8KJ÷30=52．0KJ；对其它烷烃进行计算会发现：相同质量的烷烃，碳的质量分数越大，燃烧放出的热量越少。
考点：考查物质的稳定性与能量的关系、烷烃的燃烧热化学方程式的书写及燃烧放出热量的变化规律。

练习册系列答案
相关题目

（3分）科学家一直致力于“人工固氮” 的方法研究。目前合成氨的技术原理为氮气和氢气在高温高压催化剂条件下生成氨气，一定条件下，向一个1L的密闭容器中充入2molN2和6molH2，反应达平衡时生成NH3的浓度为1 mol·L-1，并放出Q kJ热量，该反应的热化学方程式可表示为         ____                                                         __。

（14分）二甲醚（CH3OCH3）和甲醇（CH3OH）都是高效清洁能源。工业上利用煤的气化产物（水煤气）合成甲醇和二甲醚。回答下列问题：
（1）制备二甲醚最后一步反应由Al2O3催化甲醇脱水合成，反应方程式为                      。
（2）已知：CO(g)+2H2(g)=CH3OH (g)  △H= —90.1kJ·mol-1 CO(g)的燃烧热是282.8 kJ·mol-1；H2的燃烧热是285.8 kJ·mol-1写出表示CH3OH (g) 燃烧热的热化学反应方程式                                。
（3）二甲醚直接燃料电池比甲醇直接燃料电池更高效，等质量的二甲醚和甲醇完全放电转移电子的物质的量之比是          。用二甲醚直接燃料电池电解足量饱和食盐水，当消耗9.2g二甲醚时理论上阴极产生的气体的体积为        L。（标况下）
（4）在合成中伴有水煤气交换反应：CO(g)+H2O(g)  CO2(g)+H2(g)，等物质的量的CO(g)和H2O(g)加入密闭容器中反应，平衡时测得结果如下表。

温度
260℃
     280℃
295℃
   310℃
CO转化率
    89%
     80%
    75%
    60%
①请解释CO转化率随温度变化的关系                                        。
②列式计算280℃时平衡常数                          。
③若平衡体系中，测得H2的压强占总压的30%，要使体系中CO转化率达到70%，应该使温度             （填“升高”、“降低”、“不变”）

氨气是氮循环中的重要物质，在人类的生产和生活中有着广泛的应用。
（1）如图是N2与H2反应过程中能量变化的示意图，则该反应生成液态氨的热化学方程式是                                               。

（2）已知：①H2O(g)=H2O(l) ΔH＝－Q1 kJ·mol－1
②C2H5OH(g)＋3O2(g)=2CO2(g)＋3H2O(g)  ΔH＝－Q2 kJ/mol   ③C2H5OH(g)=C2H5OH(l) ΔH＝－Q3 kJ/mol
则23 g液体酒精完全燃烧生成CO2(g)和H2O(l)，释放出的热量为           kJ（请用Q1、Q2、Q3来表示 ）

(1)已知下列两个热化学方程式：
C3H8(g)+5O2(g) =3CO2(g)+4H2O(l) ΔH=－2220.0 kJ·mol-1
H2O（l）=H2O（g） ΔH="+44.0" kJ·mol-1
则0.5mol丙烷燃烧生成CO2和气态水时释放的热量为             。
(2)已知：TiO2(s)＋2Cl2(g)=TiCl4(l)＋O2(g)  ΔH＝＋140 kJ·mol－1
2C(s)＋O2(g)="2CO(g)" ΔH＝－221 kJ·mol－1
写出TiO2和焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO气体的热化学方程式：            。
(3)科学家已获得了极具理论研究意义的N4分子，其结构为正四面体（如图所示），与白磷分子相似。已知断裂1molN—N键吸收193kJ热量，断裂1molNN键吸收941kJ热量，则1molN4气体转化为2molN2时要放出              kJ能量。

（4）阿波罗宇宙飞船上使用的是氢氧燃料电池，其电池总反应为：2H2+O2＝2H2O，电解质溶液为稀H2SO4溶液，电池放电时是将     能转化为     能。其电极反应式分别为：负极                ，正极                   。

工业废气、汽车尾气排放出的SO2、NOx等，是形成雾霾的重要因素。霾是由空气中的灰尘、硫酸、硝酸、有机碳氢化合物等粒子形成的烟雾。
（1）SO2在烟尘的催化下形成硫酸的反应方程式是__________。
（2）NOx和SO2在空气中存在下列平衡：
2NO(g）+ O2(g） 2NO2(g） △H= -113．0 kJ·mol-1 
2SO2(g）+ O2(g) 2SO3(g） △H=-196．6 kJ·mol-1 
SO2通常在二氧化氮的存在下，进一步被氧化，生成SO3。
①写出NO2和SO2反应的热化学方程式为________。
②随温度升高，该反应化学平衡常数变化趋势是________。
（3）提高2SO2 + O2 2SO3反应中SO2的转化率，是减少SO2排放的有效措施。
①T温度时，在1L的密闭容器中加入2．0 mol SO2和1．0 mol O2，5 min后反应达到平衡，二氧化硫的转化率为50%，该反应的平衡常数是_______。
②在①中条件下，反应达到平衡后，改变下列条件，能使SO2的转化率提高的是_______(填字母)。
a．温度和容器体积不变，充入1．0 mol He
b．温度和容器体积不变，充入1．0 mol O2
c．在其他条件不变时，减少容器的体积
d．在其他条件不变时，改用高效催化剂
e．在其他条件不变时，升高体系温度
（4）工业上利用氯碱工业产品治理含二氧化硫的废气。如图是氯碱工业中电解饱和食盐水的原理示意图。
①电解饱和食盐水的化学方程式是     。

②用溶液A吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是     。
③用含气体B的阳极区溶液吸收含二氧化硫的废气，其反应的离子方程式是       。

白磷、红磷是磷的两种同素异形体，在空气中燃烧得到磷的氧化物，空气不足时生成P4O6，空气充足时生成P4O10。
(1)已知298 K时白磷、红磷完全燃烧的热化学方程式分别为
P4(s，白磷)＋5O2(g)===P4O10(s)  ΔH1＝－2 983.2 kJ·mol－1
P(s，红磷)＋O2(g)===P4O10(s)  ΔH2＝－738.5 kJ·mol－1
则该温度下白磷转化为红磷的热化学方程式为               。
(2)已知298 K时白磷不完全燃烧的热化学方程式为P4(s，白磷)＋3O2(g)===P4O6(s)  ΔH＝－1638 kJ·mol－1。在某密闭容器中加入62 g白磷和50.4 L氧气(标准状况)，控制条件使之恰好完全反应。则所得到的P4O10与P4O6的物质的量之比为       ，反应过程中放出的热量为       。
(3)已知白磷和PCl3的分子结构如图，现提供以下化学键的键能(kJ·mol－1)：P—P 198，Cl—Cl 243，P—Cl 331。

则反应P4(s，白磷)＋6Cl2(g)===4PCl3(s)的反应热ΔH＝       。

利用光能和光催化剂，可将 CO2和 H2O(g)转化为 CH4和 O2。紫外光照射时，在不同催化剂(Ⅰ，Ⅱ，Ⅲ)作用下，CH4产量随光照时间的变化如图所示。

(1)在0～30 小时内，CH4的平均生成速率 vⅠ、vⅡ和vⅢ从大到小的顺序为________；反应开始后的 12 小时内，在第________种催化剂作用下，收集的 CH4最多。
(2)将所得 CH4与 H2O(g)通入聚焦太阳能反应器，发生反应：CH4(g)＋H2O(g) CO(g)＋3H2(g)。该反应ΔH＝＋206 kJ·mol－1。
①画出反应过程中体系能量变化图(进行必要标注)。
②将等物质的量的CH4和 H2O(g)充入 1 L 恒容密闭反应器中，某温度下反应达到平衡，平衡常数 K ＝ 27，此时测得 CO 的物质的量为 0.10 mol，求CH4的平衡转化率(计算结果保留两位有效数字)。
(3)已知：CH4(g)＋2O2(g)=CO2(g)＋2H2O(g)ΔH＝－802 kJ·mol－1。
写出由 CO2生成 CO 的热化学方程式____________________________________

甲醇燃料分为甲醇汽油和甲醇柴油。工业上合成甲醇的方法很多。
（1）一定条件下发生反应：
CO2(g) +3H2(g) ＝CH3OH(g)+H2O(g) △H1
2CO (g) +O2(g) ＝2CO2(g)  △H2
2H2(g)+O2(g) ＝2H2O(g)   △H3
则　CO(g) + 2H2(g) CH3OH(g)　的△H＝               。
（2）在容积为2L的密闭容器中进行反应：CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) ，其他条件不变，在300℃和500℃时，物质的量n(CH3OH) 与反应时间t的变化曲线如图所示。该反应的△H    0 （填>、<或=）。

（3）若要提高甲醇的产率，可采取的措施有____________（填字母）。

A．缩小容器体积
B．降低温度
C．升高温度
D．使用合适的催化剂
E．将甲醇从混合体系中分离出来
（4）CH4和H2O在催化剂表面发生反应CH4+H2OCO+3H2，T℃时，向1 L密闭容器中投入1 mol CH4和1 mol H2O(g)，5小时后测得反应体系达到平衡状态，此时CH4的转化率为50% ，计算该温度下的平衡常数     （结果保留小数点后两位数字）。
（5）以甲醇为燃料的新型电池，其成本大大低于以氢为燃料的 传统燃料电池，目前得到广泛的研究，如图是目前研究较多的一类固体氧化物燃料电池工作原理示意图。回答下列问题：

①B极的电极反应式为                     。
②若用该燃料电池做电源，用石墨做电极电解硫酸铜溶液，当电路中转移1mole- 时，实际上消耗的甲醇的质量比理论上大，可能原因是                     。
（6）25℃时，草酸钙的Ksp=4.0×10-8,碳酸钙的Ksp=2.5×10-9。向20ml碳酸钙的饱和溶液中逐滴加入8.0×10-4 mol·L-1的草酸钾溶液20ml，能否产生沉淀       （填“能”或“否”）。

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