摘要:了解化学键与化学反应中能量变化之间的关系.

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化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。

 (1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol。

356g“可燃冰”(分子式为CH4·9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水.放出的热量为  _______ 

(2)某种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入液化石油气(以C4H10表示),电池的电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下传导O2

已知该电池负极的电极反应为:C4H10+2O2-4e=CO2+H2O,则该电池正极的电极反应式为    _______    ,电池工作时,固体电解质里的O2    _______    极移动。

(3)已知一氧化碳与水蒸气的反应为:CO(g)+H2O(g)    CO2(g)+H2(g)

       ①T℃时,在一定体积的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应并保持温度不变,各物质浓度随时间变化如下表:    T℃时物质的浓度(mol/L)变化

时间 / min

CO

H2O(g)

CO2

H2

0

0.200

0.300

0

0

2

0.138

0.238

0.062

0.062

3

0.100

0.200

0.100

0.100

4

0.100

0.200

0.100

0.100

5

0.116

0.216

0.084

C1

6

0.096

0.266

0.104

C2

        第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时,改变某一条件后测得的。第4~5min之间,改变的条件是    _______    ,第5~6min之间,改变的条件是    _______    。T℃时该化 学反应的平衡常数是    _______   

②已知420℃时,该化学反应的平衡常数为9。如果反应开始时,CO和H2O(g)的浓度都是0.01 mol/L,则CO在此条件下的转化率为    _______   

③397℃时该反应的平衡常数为12,请判断该反应的△H    _______    0(填“>”、“=”、“<”).

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化学在能源开发与利用中起着十分关键的作用。
(1)蕴藏在海底的“可燃冰”是高压下形成的外观像冰的甲烷水合物固体。甲烷气体燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890.3 kJ/mol。
356g“可燃冰”(分子式为CH4·9H2O)释放的甲烷气体完全燃烧生成液态水.放出的热量为  _______ 
(2)某种燃料电池,一个电极通入空气,另一电极通入液化石油气(以C4H10表示),电池的电解质是掺入了Y2O3的ZrO2晶体,它在高温下传导O2
已知该电池负极的电极反应为:C4H10+2O2-4e=CO2+H2O,则该电池正极的电极反应式为    _______   ,电池工作时,固体电解质里的O2    _______   极移动。
(3)已知一氧化碳与水蒸气的反应为:CO(g)+H2O(g)    CO2(g)+H2(g)
①T℃时,在一定体积的容器中,通入一定量的CO(g)和H2O(g),发生反应并保持温度不变,各物质浓度随时间变化如下表:    T℃时物质的浓度(mol/L)变化
时间 / min
CO
H2O(g)
CO2
H2
0
0.200
0.300
0
0
2
0.138
0.238
0.062
0.062
3
0.100
0.200
0.100
0.100
4
0.100
0.200
0.100
0.100
5
0.116
0.216
0.084
C1
6
0.096
0.266
0.104
C2
       第5、6min时的数据是保持温度和体积不变时,改变某一条件后测得的。第4~5min之间,改变的条件是    _______   ,第5~6min之间,改变的条件是    _______   。T℃时该化 学反应的平衡常数是    _______   
②已知420℃时,该化学反应的平衡常数为9。如果反应开始时,CO和H2O(g)的浓度都是0.01 mol/L,则CO在此条件下的转化率为    _______   
③397℃时该反应的平衡常数为12,请判断该反应的△H    _______   0(填“>”、“=”、“<”).
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1918年,Lewis提出反应速率的碰撞理论:反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件,但并不是每次碰撞都能引起反应,只有少数碰撞才能发生化学反应.能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞.
(1)图I是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图,其中属于有效碰撞的是
C
C
(选填“A”、“B”或“C”);
(2)20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态.
图Ⅱ是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:
NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ/mol
NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)△H=-234kJ/mol

(3)过渡态理论认为,催化剂改变反应速率的原因是改变了反应的途径,对大多数反应而言主要是通过改变过渡态而导致有效碰撞所需要的能量发生变化.请在图Ⅱ中作出NO2和CO反应时使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图

(4)进一步研究表明,化学反应的能量变化(△H)与反应物和生成物的键能有关.键能可以简单的理解为断开1 mol 化学键时所需吸收的能量.下表是部分化学键的键能数据:
化学键 P-P P-O O=O P=O
键能/kJ?mol-1 197 360 499 X
已知白磷的燃烧热为2378.0kJ/mol(1mol可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物所放出的热量为燃烧热),白磷完全燃烧的产物结构如图Ⅲ所示,则上表中X=
434
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1918年,Lewis提出反应速率的碰撞理论:反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件,但并不是每次碰撞都能引起反应,只有少数碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞。

图Ⅰ

图Ⅱ

(1)图Ⅰ是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图,其中属于有效碰撞的是_______(选填“A”“B”或“C”)。

(2)20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。

图Ⅱ是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:___________________________。

(3)过渡态理论认为,催化剂改变反应速率的原因是改变了反应的途径,对大多数反应而言主要是通过改变过渡态而导致有效碰撞所需要的能量发生变化。请在图Ⅱ中作出NO2和CO反应时使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图。

(4)进一步研究表明,化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单地理解为断开1 mol化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据:

化学键

P—P

P—O

O=O

P=O

键能/kJ·mol-1

197

360

499

X

图Ⅲ

已知白磷的燃烧热为2 378.0 kJ·mol-1,白磷完全燃烧的产物结构如图Ⅲ所示,则上表中X=_________。

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1918年,Lewis提出反应速率的碰撞理论:反应物分子间的相互碰撞是反应进行的必要条件,但并不是每次碰撞都能引起反应,只有少数碰撞才能发生化学反应。能引发化学反应的碰撞称之为有效碰撞。

(1)图I是HI分解反应中HI分子之间的几种碰撞示意图,其中属于有效碰撞的是            (选填“A”、“B”或“C”);

(2)20世纪30年代,Eyring和Pelzer在碰撞理论的基础上提出化学反应的过渡态理论:化学反应并不是通过简单的碰撞就能完成的,而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能量的过渡态。图Ⅱ是NO2和CO反应生成CO2和NO过程中能量变化示意图,请写出NO2和CO反应的热化学方程式:                                                   

(3)过渡态理论认为,催化剂改变反应速率的原因是改变了反应的途径,对大多数反应而言主要是通过改变过渡态而导致有效碰撞所需要的能量发生变化。请在图Ⅱ中作出NO2和CO反应时使用催化剂而使反应速率加快的能量变化示意图;

(4)进一步研究表明,化学反应的能量变化(ΔH)与反应物和生成物的键能有关。键能可以简单的理解为断开1 mol 化学键时所需吸收的能量。下表是部分化学键的键能数据:

化学键

C-H

Cl-Cl

C―Cl

H―Cl

键能/ kJ?mol1

X

243

330

432

 

  

 

 

已知:反应CH4(g)+Cl2(g)=CH3Cl(g)+HCl(g);△H=-106kJ/mol,则上表中X=                   

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