题目内容

热化学方程式中的H实际上是热力学中的一个物理量,叫做焓.一个体系的焓(H)的绝对值到目前为止还没有办法测得,但当体系发生变化时,我们可以测得体系的焓的变化,即焓变,用“△H”表示,△H=H(终态)-H(始态).
(1)化学反应中的△H是以______的形式体现的.
对于化学反应A+B=C+D,若H(A)+H(B)>H(C)+H(D),则该反应的△H为______0(填“大于”.“小于”),该反应是______(填“放热”或“吸热”)反应;
(2)进一步研究表明,化学反应的焓变与反应物和生成物的键能有关.
已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-185kJ?mol-1,△H(H2)=436kJ?mol-1
△H(Cl2)=247kJ?mol-1.则△H(HCl)=______.
(3)Hess G.H在总结大量实验事实之后认为,只要化学反应的始态和终态确定,则化学反应的△H便是定值,与反应的途径无关.这就是有名的“Hess定律”.
已知:Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-25kJ?mol-1
3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47kJ?mol-1
Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=19kJ?mol-1
请写出CO还原FeO的热化学方程式:______.
(1)化学反应过程中一定伴随着能量的变化,反应焓变主要是指反应前后的热量变化;对于化学反应A+B=C+D,若H(A)+H(B)>H(C)+H(D):△H=H(终态)-H(始态),判断可知△H<0;反应是放热反应;
故答案为:热能;小于; 放热;
(2)已知:H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)△H=-185kJ?mol-1,△H(H2)=436kJ?mol-1,△H(Cl2)=247kJ?mol-1;依据△H=H(终态)-H(始态),
△H=2△H(HCl)-△H(H2)-△H(Cl2)=-185kJ?mol-1;则△H(HCl)=434 kJ?mol-1;故答案为:434 kJ?mol-1
(3)依据盖斯定律
①Fe2O3(s)+3CO(g)=2Fe(s)+3CO2(g)△H=-25kJ?mol-1
②3Fe2O3(s)+CO(g)=2Fe3O4(s)+CO2(g)△H=-47kJ?mol-1
③Fe3O4(s)+CO(g)=3FeO(s)+CO2(g)△H=19kJ?mol-1
①×3-③×2+②得到:6FeO(s)+6CO(g)═6Fe(s)+6CO2(g)△H=-66 kJ?mol-1
得到热化学方程式为:FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H=-11 kJ?mol-1
故答案为:FeO(s)+CO(g)═Fe(s)+CO2(g)△H=-11 kJ?mol-1
练习册系列答案
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近来,制备和利用氢气这一清洁能源已有多项成果.(1)德国克莱斯公司成功研制了利用甲醇CH3OH)车载制氢燃料电池工艺,其原理如图1所示,请观察此图回答:
①此碱性燃料电池的正极反应式为
O2+2H2O+4e-=4OH-
O2+2H2O+4e-=4OH-

②甲醇与水反应制取氢气的化学方程式
CH3OH+H2O?3H2+CO2
CH3OH+H2O?3H2+CO2

(2)美国Bay等工厂使用石油热裂解的副产物甲烷来制取氢气,其生产流程如图2:
①此流程的第II步反应为:CO(g)+H2O(g)
高温
H2(g)+CO2(g),平衡常数随温度的变化如下表.
温度/℃ 400 500 830 1000
平衡常数K 10 9 1 0.6
在830℃,n(CO)、n(H2O)、n(H2)、n(CO2)的物质的量分别是1、5、2、3投入恒容反应器发生上述反应,反应开始时,向
(填正、逆)反应方向进行.
②若400℃时,第Ⅱ步反应生成l mol氢气放出的热量为33.2kJ,第I步反应的热化学方程式为:CH4(g)+H2O(g)=3H2(g)+CO(g)△H=-103.3kJ?mol-1 则400℃时,甲烷和水蒸气反应生成二氧化碳和氢气的热化学方程式为
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=-136.5kJ?mol-1
CH4(g)+2H2O(g)=CO2(g)+4H2(g)△H=-136.5kJ?mol-1

(3)工业上有一种用CO2来生产甲醇燃料的方法:
CO2(g)+3H2(g)
 
CH3OH(g)+H2O(g)△H=-49.0kJ?mol-1
将6molCO2和8molH2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化如图3所示(实线).
①a点正反应速率
大于
大于
(填大于、等于或小于)逆反应速率.
②求平衡时氢气的转化率
75%
75%
和该条件下反应的平衡常数K=
0.5
0.5

③仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图3虚线所示,曲线I对应的实验条件改变是
升高温度
升高温度
,曲线II对应的实验条件改变是
增大压强
增大压强
随着人类对温室效应和资源短缺等问题的重视,如何降低大气中CO2的含量及有效地开发利用CO2,引起了普遍的重视.

(1)目前工业上有一种方法是用CO2来生产甲醇.一定条件下发生反应:CO2(g)+3H2(g)?CH3OH(g)+H2O(g)
图1表示该反应进行过程中能量(单位为kJ?mol-1)的变化.
①该反应是
放热
放热
(填“吸热”或“放热”)反应.
②反应体系中加入催化剂对反应热是否有影响?
(填“是”或“否”).
(2)若将6mol CO2和8mol H2充入2L的密闭容器中,测得H2的物质的量随时间变化的曲线如图2所示(实线).
①该条件下反应的平衡常数K=
0.5
0.5

②仅改变某一实验条件再进行两次实验,测得H2的物质的量随时间变化如图2中虚线所示,曲线I对应的实验条件改变是
升高温度
升高温度
,曲线Ⅱ对应的实验条件改变是
增大压强
增大压强

③下列措施中能使H2转化率增大的是
CD
CD

A.升高温度    B.充入He(g),使体系压强增大     C.将H2O(g)从体系中分离出来    D.再充入3mol CO2
(3)如将CO2与H2以1:4的体积比混合,在适当的条件下可制得CH4
已知:
CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H1=-890.3kJ?mol-1
H2(g)+
12
O2(g)═H2O(l)△H2=-285.8kJ?mol-1
写出CO2(g)与H2(g)反应生成CH4(g)与液态水的热化学方程式
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ?mol-1
CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(l)△H=-252.9kJ?mol-1

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